基于故障暂态电流主频分量的矿山电网暂态保护

针对矿山电网提出一种基于故障暂态电流主频分量的保护方案。分析了井下6/10 kV配电线路的故障暂态电流主频频段,并在线路边界处并联通频带为该主频频段的带通滤波装置,利用该装置对通频带内暂态电流分量的衰减作用,强化区内、外故障时故障暂态电流主频频带内能量差异。利用PSCAD/EMTDC软件对所提方案进行仿真验证,并依据结果合理选择保护整定值。仿真结果表明:带通滤波装置使得区内、外故障暂态电流主频频带内能量产生了明显的差异;保护方案不易受故障类型、过渡电阻以及故障初相角的影响。     

基于暂态能量的输电线路速动保护方案

利用母线杂散电容吸收高频分量的特点,构成了能准确区分区内、区外故障的速动保护方案。对输电线路保护安装处的电压、电流进行模量转换得到模量电压和模量电流,并将模量电压和电流进行Daubechies 4小波变换得到所需频段的低频信息和高频信息,利用这些信息计算得到相应频段的频谱能量,然后得到模量电压和模量电流的暂态特征,将电压和电流的暂态特征综合起来得到故障后的暂态能量,该暂态能量可用来识别故障位置。该保护方案的灵敏度不受过渡电阻、雷击、故障类型、负荷电流、系统运行方式等因素的影响。此外,由于保护的数据窗很短,电压互感器、电流互感器的传变特性对保护的性能没有影响。     

基于检测暂态高频电流的配电网故障处理方法研究

针对故障暂态电流产生自故障点并向线路末端传播的特点,设计了基于暂态电流边界保护原理的故障区段判断方法。在馈线各分段开关处即各供电区段边界处安装故障判断装置,其实质为并联在馈线上的谐振电路,使得在谐振频段附近的电流成分被衰减。通过比较边界两侧特定频段电流成分的差异,自主判断故障区段。对开关两侧电流互感器输出的三相电压信号进行模变换、抗混叠滤波、A/D转换、数字带通滤波处理后得到特征频段信号幅值,计算开关两侧信号能量,将两侧电流能量衰减比例同设定阈值相比较判断故障发生的范围。仿真分析了不同故障条件下故障点上、下游开关两侧电流和能量,以及相应的衰减比例。结果显示:该方法不受故障类型的影响,对不同的故障电阻及故障初始角也可保持良好稳定性。     

基于检测暂态高频电流的配电陬故障处理方法研究

针对、故障暂态电流产生自故障点并向线路末端传播的特点，设计了基于暂态电流边界保护原理的故障区段判断方法。在馈线各分段开关处即各供电区段边界处安装故障判断装置．其实质为并联在馈线上的谐振电路．使得在谐振频段附近的电流成分被衰减。通过比较边界两侧特定频段电流成分的差异．自主判断故障区段。对开关两侧电流互感器输出的三相电压信号进行模变换、抗混叠滤波、A／D转换、数字带通滤波处理后得到特征频段信号幅值。计算开关两侧信号能量．将两侧电流能量衰减比例同设定阈值相比较判断故障发生的范围。仿真分析了不同故障条件下故障点上、下游开关两侧电流和能量。以及相应的衰减比例。结果显示：该方法不受故障类型的影响．对不同的故障电阻及故障初始角也可保持良好稳定性。     

基于横差模电流暂态能量的同杆双回线保护方案

利用同杆双回线内部故障和外部故障的特点,构成了能准确区分区内、区外故障的速动保护方案。将同杆双回线各回线故障后的电流量分解为不同频段上的暂态信息和稳态信息,得到故障后电流的暂态特征,利用暂态特征的差值构成基于横差模电流暂态能量的保护方案,利用相继动作方法可迅速切除同杆双回线内部的各种故障。保护的灵敏度不受过渡电阻、雷击、故障类型、负荷电流、系统运行方式等因素的影响。此外,由于保护的数据窗很短,电压互感器、电流互感器的传变特性对保护的性能没有影响。     

基于小波包变换的暂态电流保护在带固定串补的超高压线路上的应用研究

运用柏德生法则,定性地分析了带固定串补的超高压线路上的波过程及保护安装处反射电流与透射电流的S域表达式,该暂态量保护的性能不受串补电容金属氧化物变阻器（MOV）保护非线性特性的影响。以小波包分解作为分频手段对暂态电流进行分频,利用高低频段能量比作为保护判据。理论推导与仿真结果证明,该原理的保护可应用于带串补的超高压线路。且与串补电容安装位置基本无关,对不同的系统运行方式、故障类型、故障初始角及过渡电阻不敏感。     

基于暂态电流助增的单相接地故障选线方法

提出一种基于暂态电流助增的小电流接地系统单相接地故障选线方法。通过在各馈线始端并联一定频率的谐振装置,改变故障后暂态电流在高频段的成分,强化谐振装置两侧相应频带暂态电流能量的差异,从而提高了故障选线暂态判据的灵敏度。理论及仿真试验表明,此方法简化了采用暂态信号选线时需选择分析频带的过程,判据适用于各种中性点不直接接地的配电系统。     

基于暂态信息的小电流接地故障区段定位

提出一种适用于配电系统架空线路的小电流接地故障区段定位新方法。该方法利用故障暂态电压、电流特征频段内分量计算无功功率,根据故障点前后暂态无功功率方向的不同确定故障区段。在故障信息不易获取的检测节点处,提出利用电磁场感应获取故障暂态信息的方法,通过测量架空线路下方垂直地面方向电场获取小电流接地故障暂态电压信息,测量水平方向磁场获取故障暂态电流信息,详细阐述了最佳检测点的计算思路,并以一典型10kV架空线路为例验证了该方法的可行性。最后阐述了利用该方法实现故障区段定位需要解决的若干关键问题。     

适用于柔直配电网的暂态高频阻抗纵联保护

为保障柔性直流配电网的安全可靠运行,本文提出一种基于暂态高频阻抗的纵联保护方法。通过建立直流线路的故障等效电路,分析直流线路极间故障后数个毫秒内暂态电气量的变化特征,采用小波变换提取电压、电流故障分量中特定频段的高频信号,并计算保护装置安装处的高频阻抗,利用保护区内、外故障时暂态高频阻抗较大的幅值差异构成保护。该方法对信号同步的要求不高,相邻线路间的主保护还可以通过配合构成新的区域后备保护。最后,本文在PSCAD/EMTDC平台搭建模型进行仿真,结果表明,本文所提方法能够快速准确地动作。     

基于暂态电流助增的单相接地故障选线方法

提出一种基于暂态电流助增的小电流接地系统单相接地故障选线方法.通过在各馈线始端并联一定频率的谐振装置,改变故障后暂态电流在高频段的成分,强化谐振装置两侧相应频带暂态电流能量的差异,从而提高了故障选线暂态判据的灵敏度.理论及仿真试验表明,此方法简化了采用暂态信号选线时需选择分析频带的过程,判据适用于各种中性点不直接接地的配电系统.     

基于暂态量超高压输电线路无通信保护的研究

高压输电线路发生故障后的暂态电压或电流分量中含比工频分量更多的故障信息,充分利用这一信息是构成具有绝对选择性单端无通信保护的前提,对目前基于暂态量的无通信保护的研究进行了对比和分析,并提出了目前基于暂态量的高压线路无通信保护的发展方向。     

高压输电线路双端暂态电压保护新算法

研究了利用高压输电线路两端暂态电压信号实现保护的方法。分析了区内和区外故障时线路两端高频暂态电压信号的差异,推导出暂态电压含量比和暂态电压奇异度比。利用信号的小波变换结果计算出以上比值,并由此构造出了双端暂态电压保护判据,同时给出保护定值的设定原则。利用不同位置和类型故障的仿真对算法进行了验证,算法判别准确可靠,选择性好。     

考虑频率相关参数的直流输电线路故障特征分析

目前高压直流输电线路利用行波波头的上升速率构成保护判据,由于长距离线路频率相关特性对高频信号的衰减作用较强,导致保护的灵敏性不足。利用零极点法分析线路故障暂态信号的频率特性,发现故障电气量的高频分量中包含位置主频和边界主频。高频暂态量由边界主频和位置主频共同作用产生。区内、外故障的特征差异取决于反射系数频率特性的通带和透射系数频率特性的阻带,因此特征频带应为透射系数阻带的截止频率与反射系数通带的最高频率间的频带。由PSCAD仿真结果证明,区内、外故障时电流在此特征频带内差异明显。     

基于暂态功率的高压直流线路单端量保护

针对传统高压直流单端量保护存在可靠性较低的问题,通过计及直流边界、线路频变等因素影响,研究了高压直流线路暂态功率故障特性,提出了基于暂态功率的单端量保护方案。根据暂态功率在正方向区内外故障的频率段差异性,利用高低频段暂态能量比值,构成边界保护元件;针对利用暂态功率频率衰减特征无法区分正反方向故障的局限性,利用暂态功率极性构造方向辅助判据。结合保护启动元件和故障选极元件构成基于暂态功率的单端量保护方案。仿真结果表明,该保护方案能够快速有效地区分直流线路区内外故障,具有一定的抗过渡电阻性能及抗干扰能力,可靠性较高。     

基于改进递归小波变换的超高压线路边界保护元件算法

在分析输电线路边界频率特性的基础上,提出了一种基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法。采用改进递归小波变换分别提取高频和次高频2个不同中心频率的故障暂态电流分量,利用母线对地杂散电容和阻波器对高频暂态分量的衰减作用,根据2个不同频率分量的暂态能量比值来识别保护区内外的故障。采用PSCAD/ EMTDC对某500 kV超高压输电线路模型进行仿真,结果表明该算法基本不受故障位置、故障过渡电阻、故障类型和故障初始角的影响,能准确识别保护区内外故障。改进递归小波变换算法只采用历史数据信息,实时性好,计算量少,因此基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法可提高计算速度,能够满足超高压输电系统高速保护的要求。     

利用单端暂态量实现超高压输电线路全线速动保护新原理的研究(二)——保护判据的研究

在文（一）的基础上,详细分析了输电线路内部、外部故障时暂态电流的特征,发现内部故障时第一个行波电流的波头陡度大,并且其后的部分含有高频分量;而区外故障时第一个行波波头的陡度较小,且其后的部分高频含量少。利用不同尺度小波变换模极大值的比率可以提取波头陡度的差异构成保护判据1;利用小波的带通滤波器特性可以提取高频分量,构成保护判据2。仿真计算结果表明,保护判据的正确性不受故障类型、距离、初始相角的影响,与工频量保护不同的是,过滤电阻越大灵敏度越高。     

超高压输电线路新单端暂态量保护元件的实用算法

在线路边界频率特性的分析基础上，深入地分析了区内外故障时的特征差异：就某一类故障而言，区外故障时反行波中(阻塞频带内的)高频分量与(1~10kHz内的)低频分量的比值显著小于区内故障时的比值。据此提出利用反行波构造新型的单端暂态量保护原理，即反行波法边界元件，并形成基于小波变换的实用算法。大量ATP仿真表明，该边界元件的算法可行，动作超高速，且性能优于利用电流波的单端暂态量保护方案。文中还指出：对于实际的输电系统，现有的单端暂态量保护方案都难以保护线路全长，因此该方法可以作为全线速动保护的一种超高速保护元件。     

集中式光伏并网输电线路的故障暂态分析与保护

集中式光伏并网输电线路发生故障时,光伏侧的故障暂态过程与系统侧完全不同,导致传统工频量保护动作性能下降。为提高保护动作的可靠性,分析了集中式光伏并网输电线路光伏侧短路电流的故障特征,推导了光伏侧短路电流三个不同阶段的近似解析表达式,并详细分析其功率控制暂态过程的变化特征。发现光伏侧的暂态电流为非旋转量,与系统侧衰减旋转量的波形特征截然不同。基于此特性,提出了一种基于暂态电流波形相关性的纵联保护方法。仿真结果表明所提保护方案在各种故障类型和不同的过渡电阻下均能可靠动作,有望提高光伏并网输电线路的安全运行能力。     

基于CMFB的高压输电线路故障诊断研究

高压输电线路发生故障后产生的暂态电流是一个包含故障信息的宽带信号.为了提取故障信息,先用平行结构的多速率滤波器组,将故障暂态电流信号并行分割为M个窄带信号,然后算出各窄带分量的能量.根据不同频带能量的比值,提出一种基于余弦调制滤波器组(CMFB)的暂态保护判据,进而提出一种故障诊断方案.此外,还对高压输电线路在不同时刻和位置的故障情况进行了仿真,仿真结果表明该诊断方案可行,而且由于对暂态电流信号的不同频带分量并行同步处理,因而实时性好.