输电线路智能故障监测及预警系统设计与应用

高压线路发生故障跳闸时会在线路上产生故障行波,故障发生前也可能会伴随较长时间异常放电,如污闪、绝缘子劣化等都会产生高频脉冲.为此,设计了输电线路智能故障监测及预警系统,通过获取输电线路故障行波、高频脉冲行波及工频分量,利用双端行波定位技术,准确确定故障及隐患放电位置.     

输电线路高频保护通道延时的行波特性分析

高频保护传统分析方法仅考虑高频信号在通道中的延时效应,没有分析电气量的行波延时效应。该文指出传统方法的不足,分析电力系统故障后电气量和高频信号的行波特性,综合考虑自故障发生到线路两侧高频保护完成故障判断,故障电气量和高频信号在各环节中的延时效应,以及最终产生的高频信号的时间差或相位差,并分析了通道延时效应对高频保护动作特性的影响。通过分析认为:为了避免外部故障时出现误动作,方向高频保护应考虑2倍线路长度的通道延时效应,相差高频保护闭锁角整定应考虑2倍线路长度的通道相位滞后效应;线路内部发生短路故障时,相差高频保护容易发生两侧保护相继动作;在线路长度较大,相差高频保护有发生两侧保护都进入闭锁区而拒动的可能。     

电力系统操作波对行波保护的影响

断路器合闸操作所产生的操作波△ｕ、△ｉ对行波保护的影响，通过把电压互感器置于线路侧，使这个问题得以圆满的解决￣［１］。随着超高压输电线路电压等级的提高，操作过电压将对线路的绝缘水平起着决定作用，因此操作过电压通过避雷器放电的次数将有所增加。由于操作过电压持续时间（２．５～６．５ｍｓ）远大于雷电波的放电时间，这就使人们想到是否操作波的放电过程比雷电波的放电过程对行波保护的影响更加严重。本文对操作波及经避雷器放电的暂态过程进行了仿真计算，分析了这一过程对行波保护的影响，指出了在设计和使用行波保护时所必须注意的问题。     

输电线路高频保护通道延时的行波特性分析

高频保护传统分析方法仅考虑高频信号在通道中的延时效应,没有分析电气量的行波延时效应.该文指出传统方法的不足,分析电力系统故障后电气量和高频信号的行波特性,综合考虑自故障发生到线路两侧高频保护完成故障判断,故障电气量和高频信号在各环节中的延时效应,以及最终产生的高频信号的时间差或相位差,并分析了通道延时效应对高频保护动作特性的影响.通过分析认为:为了避免外部故障时出现误动作,方向高频保护应考虑2倍线路长度的通道延时效应,相差高频保护闭锁角整定应考虑2倍线路长度的通道相位滞后效应;线路内部发生短路故障时,相差高频保护容易发生两侧保护相继动作;在线路长度较大,相差高频保护有发生两侧保护都进入闭锁区而拒动的可能.     

雷击与短路故障的S变换特征量识别方法

输电线路落雷后雷电冲击干扰超高速保护动作。基于行波特征区分雷电冲击与短路故障有一定局限性,提出一种利用母线电压信号特征识别雷击与短路故障的新方法。以IEEERBTS-6标准测试系统为仿真对象,对不同雷击情况以及短路故障进行了仿真,验证了该算法的正确性和有效性。检测到的母线电压进行S变换,提取S变换时频等值线和幅值包络向量,根据是否含高频分量和等值包络向量的修正一阶中心矩的正负,直观准确地实现类型识别,并对特征提取和识别算法进行研究。它利用现有电能质量监测装置检测的信号进行识别,为通过母线电压波形辨识雷电冲击与短路故障提供了新方法。     

超高速保护中雷电干扰识别的暂态法研究

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的超高速输电线路保护误动作。经对雷击和短路故障时的电流故障分量进行信号能量分布和波形的分析发现：普通短路故障与雷击引起强故障时的暂态能量主要集中在低频带；雷电干扰与雷击引起弱故障时的暂态能量主要以高频为主；相对于雷电干扰和普通短路故障,雷击引起弱故障时的行波截波特征非常明显。据此,提出了基于小波变换的雷电干扰识别的暂态方法。EMTP仿真显示该识别方法是可行的。     

基于希尔伯特-黄变换的高压直流线路行波保护

为了提高直流输电线路保护的动作可靠性和准确性,采用希尔伯特-黄(Hilbert-Huang)变换分析了故障下行波波形,结合直流线路低电压等综合判据构成了一种直流输电行波保护新方案。该保护能利用对信号的经验模态分解更准确地提取故障行波特征,然后通过求行波信号高频固有模态函数分量的瞬时频谱分析提取故障特征、形成故障判据。该保护原理不但具有传统行波保护的所有优点,还具有抗干扰能力,可以用于捕捉直流输电线路故障时的行波头到达时间,对于直流输电故障定位具有一定实用价值。实际故障录波及仿真验证表明,该保护可以保证区内高阻接地正确动作.且在逆变侧交流短路故障或换相失败时不误动。     

一次特殊的高压直流输电线路故障分析及线路保护优化

本文对国内某高压直流输电工程极一线路故障的波形进行分析,得出此次直流线路保护动作是雷电引起的结论。在对雷电资料进行检索和分析的基础上,对线路重启过程中极一产生-535 k V电压可能存在的原因进行逐一排除,最终总结出极一直流线路电压从+500 k V下降到-535 k V是由于雷电提供了整流侧逆变运行所需要的能量导致的。根据雷电反击和雷电绕击特性的不同提出了行波保护和电压突变量保护的优化策略,以防止雷电反击直流线路时造成行波保护和电压突变量保护的误动。     

影响输电线路行波故障测距精度的主要因素分析

行波测距是利用高频故障暂态电流、电压的行波来间接判定故障位置,包括单端行波测距法和双端行波测距法。文章对行波故障测距装置在实际应用过程中可能影响行波法测距精度的一些主要因素进行了讨论,包括雷电波的影响、故障时电压相角的影响、故障类型的影响、故障位置的影响、母线端接线的影响、线路类型的影响等,并提出了相应的解决方案。     

高频保护信号传输的探讨

电力系统中输电线路是输送电能的载体 ,为此 ,要想搞好电网的安全运行 ,一定要重点抓好输电线路设备的可靠性。但电力系统中输电线路发生故障的机率远远大于其它发供电设备 ,当线路发生故障时 ,能选择快速的切除 ,是减少设备损坏率和限制事故扩大的保证。高频保护是输电线路的主保护 ,也是高压电网保护的第一道防线 ,能够对全线路故障实现无时限切除 ,这是高频保护的重大优点 ,所以 ,在超高压电网的稳定措施中高频保护受到高度重视。青海电网 330kV输电线路花龙一、二回、龙黄线、花硝线、兰海线、李兰线线路跨越高海拔山区 ,夏季的暴雨、冬季的积雪 ,容易造成污闪事故 ;如果发挥高频保护的作用 ,可以保证电网稳定运行。为此 ,文章就高频信号传输的过程中 ,高频通道设备在系统中如何正确运行进行了探讨。     

基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。     

一种基于暂态量的柔性直流系统保护及雷击识别方法

暂态量保护伴随着柔直技术的发展迎来了国内外研究的热潮,当前保护动作速度的研究进展已趋近于极限。而保护识别速度的提高必然伴随着可靠性的降低,所以,如何在保证速动性要求下提高保护的可靠性是重中之重。远距离输电工程中雷击发生较为频繁,在不引起闪络的情况下,其作为一种干扰源是不容忽略的。基于此原因,利用希尔伯特黄变换设计了一种高频保护方案,同时利用雷电波波形特征提出了一种雷击干扰识别方法。之后,将雷击判据与保护判据相结合,以弥补暂态量保护的不足,提高其可靠性。最后,在PSCAD仿真平台中搭建张北四端柔直系统以及雷电流模型完成保护方法的验证。经验证,所设计保护方法可以准确识别故障极和区内外故障,且不会因雷击干扰而误动,同时保护具备较高的耐过渡电阻能力。     

铁氧体对自动气象站雷电过电压抑制

为了抑制雷电过电压经电线、网络通信线侵入自动气象站的UPS和主控微机,研究了采用铁氧体来抑制雷电高次谐波的技术。低压模拟试验和基于MATLAB之SimpowerSystems软件包的高压仿真分析表明将铁氧体磁环套在电源线或信号线上,等效于在接地、屏蔽、均压和分流等防雷措施中接入一个并联电阻和电感,适当地选择磁环的参数组合能够削弱雷电过电压的幅值和陡度、阻尼雷电波的传播。它与一些常用的防雷器材配合使用组成的综合防雷系统,网络结构简单可行且能对自动气象站进行有效保护。     

高频信号3dB告警原因分析

高频通道作为线路两端主保护装置联系的"纽带",能否正常传送高频信号,决定着高频保护的运行水平。当系统出现故障时,如果线路保护的高频信号不能正常传送,则会出现保护拒动或误动现象,影响系统安全稳定运行。文章介绍了高频保护载波通道及设备,通过收发电平理论计算,分析了收发信机3dB告警原因,经过实测解决了高频信号3dB告警问题。     

一起同杆并架线路异名相跨线故障保护动作的分析

介绍一起罕见的同杆并架线路异名相跨线故障及相关线路保护的动作情况。通过保护动作报告和故障录波,分析确定了故障类型和故障地点,结合继电保护原理对线路保护的动作行为进行了详细分析。指出了在复杂故障下,普通高频保护装置因选相元件的原因仅能保证切除故障而无法确保选择性。针对同杆并架线路的雷击问题,从一次和二次方面提出了应对措施。     

LFP-901保护在电厂正常并网时误动的分析

220kv线路保护拒动和误动对区域电网影响都很大。本例从保护原理、二次回路、高频通道等方面,深入分析了一220kV线路按南瑞继保LFP-901、902双重化配置的两侧开关保护,在电厂侧开关同期并网时,仅主网侧的LFP-901误动,而两侧其他三套保护均未动作的原因,阐明在闲锁式高频保护中,高频通道、远方起信回路、TWJ开入对保护正确动作所起的重要作用。     

输电线路高频保护通道故障判别和处理分析

通过介绍高压输电线路高频保护通道的组成和在实际运行中通道故障的具体案例,简要分析了高频保护通道的故障判别和处理方法;并对高频通道的运行维护提出了相应的措施和意见。     

基于高频阻抗曲线匹配的混合直流输电线路纵联保护

混合直流输电具有电压等级高、输送容量大的优点,解决了传统直流受端的换相失败问题.然而,传统直流输电纵联保护依赖送受端拓扑对称下滤波器产生的故障特征,且受分布电容影响大,混合直流输电系统中受端不存在滤波器,因此传统直流输电纵联保护不能直接应用于混合直流输电系统.文中针对这一问题,提出了不依赖于滤波器产生故障特征、不受分布电容影响的纵联保护.通过分析行波的折反射,得到保护在线路正反方向故障时高频测量阻抗的差异,利用波形匹配算法识别故障方向并构造保护判据.该方法利用短窗提取行波高频阻抗特征,并利用分布式电容高频特征构成差异,解决了线路分布电容影响,同时提升了保护动作速度.以实际工程为例,搭建了两端混合直流输电系统模型进行仿真,仿真结果证明该方法能快速、灵敏、可靠地实现区内外故障判别,且具有较好的耐受过渡电阻能力.     

适配柔直系统快速性及可靠性需求的雷击干扰识别方法

直流线路遭受雷击干扰易导致行波保护等灵敏性较高的主保护误动作。在主保护动作前,可靠区分雷击干扰和短路故障将有效提高主保护的安全性,保障直流系统的安全稳定运行。但对于柔直系统而言,现有雷击干扰识别方法动作速度不足,难以在主保护动作之前判定雷击/故障性质,且在因数据传输异常或噪声干扰条件下出现远偏离实际值的坏数据时,动作性能有待进一步提升。为此,提出了一种具有足够速动性及安全性的雷击干扰识别方法。首先揭示了反向线模电压行波的特征。然后根据所揭示的特征分别提出了基于小波熵相对变化率识别算法的判据以及一种结合中值滤波的线性拟合函数一次项系数大小的判据,二者协同工作实现不同雷击及故障叠加场景下雷击非故障场景的识别与主保护的闭锁,从而有效增强主保护的安全性。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,在短至1 ms的时窗内即可在全线范围内完成对雷击干扰的辨识,并具有良好的抗坏数据干扰能力。     

利用行波经验模态分解实现线路故障测距

为提高行波测距的准确性,根据暂态行波的频谱特征以及行波的高频分量的传播特性,利用经验模态分解原理所具有良好的时频局部化性能、自适应多分辨特性来提取行波的高频分量,将其用来确定行波测距所需的时间参数,同时使用该频率下的行波传播速度,从而实现将行波的时间和速度结合起来以达到更好的准确性,ATP仿真结果表明该方法具有可行性且...