基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护

提出了一种基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护,该纵联阻抗是由线路两端各相电压故降分量差与电流故障分量和的比值计算而来的,利用这个阻抗的幅值判断故障是否发生在区内.区外故障时,上述阻抗的幅值明显大于全线串联正序阻抗的幅值;区内故障时,该阻抗的幅值明显小于上述定值,该保护不仅易整定、具有自选相功能,性能稳定,动作灵敏、适应性强,而且能有效抵御由线路电容电流和CT饱和所带来的影响.在EMTP数字仿真和动模试验中,建立一条1000 kV、500 km和一条500 kV 50 km输电线路的模型,后者还考虑了CT饱和,使用兰州东至咸阳750 kV的动模数据,进行了各种故障下仿真,结果表明所述纵联保护都能正确标示各种故障状态.     

基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护

提出了一种基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护。该纵联阻抗是由线路两端各相电压故障分量差与电流故障分量和的比值计算而来的,利用这个阻抗的幅值判断故障是否发生在区内。区外故障时,上述阻抗的幅值明显大于全线串联正序阻抗的幅值;区内故障时,该阻抗的幅值明显小于上述定值。该保护不仅易整定、具有自选相功能,性能稳定、动作灵敏、适应性强,而且能有效抵御由线路电容电流和CT饱和所带来的影响。在EMTP数字仿真和动模试验中,建立一条1 000 kV、 500 km和一条500 kV 50 km输电线路的模型,后者还考虑了CT饱和,使用兰州东至咸阳750 kV的动模数据,进行了各种故障下仿真,结果表明所述纵联保护都能正确标示各种故障状态。     

纵联阻抗在单电源输电线路中的运用

在系统分析基于单电源及双电源下输电线路纵联阻抗阻值差异并完整保留原有纵联阻抗推导结论的基础上,合理修改了纵联阻抗电气数据的关联相量关系,并准确地调整了输电线路纵联保护故障甄别的动作门槛以能够扩展并能够适应基于单电源下输电线路的运行环境。该计算方法采用工频故障分量为纵联阻抗的计算电气量,在得到工频线路电容补偿的条件下,当计算得到的阻抗幅值小于设定数值时可断定发生了区内故障;反之可以断定在被保护区内没有发生故障。该算法能有效改进单电源下输电线路纵联保护的性能。在EMTP仿真中,建立了一条1000 kV 500     

基于故障分量综合阻抗的输电线路纵联保护

提出了一种基于故障分量综合阻抗的纵联线路保护新原理。利用故障时线路两端故障分量电压相量和与故障分量电流相量和的比值,来判断线路上是否发生了故障。在外部故障时,该比值反映输电线路上的容抗,其模值较大;内部故障时,该比值反映系统电源阻抗和线路阻抗,其模值相对较小,据此可以区分线路上的内部和外部故障。新原理易整定,本身具有选相能力,不受电容电流的影响,可以用于带或不带电抗器补偿的线路,理论上与过渡电阻无关。EMTP仿真和动模数据验证了该原理的有效性。     

基于故障分量综合阻抗的T接线路纵联保护新原理

提出了一种适用于T接线路的基于故障分量综合阻抗的纵联保护新原理,利用故障时线路三端电压故障分量相量之和与电流故障分量相量之和的比值来判断线路上是否发生了故障.外部故障时,该比值反映线路的容抗,其模值较大;内部故障时,该比值反映系统电源阻抗和线路阻抗,其模值相对较小,据此可以区分线路上的内部和外部故障.根据新原理构成的保护不需要对电容电流进行补偿,可用于带或不带电抗器补偿的线路,在原理上不受过渡电阻的影响,而且当T接线路内部发生故障而有汲出电流时,保护的灵敏度也不受影响.EMTP仿真验证了新原理的有效性.     

含逆变型分布式电源的配电网正序综合阻抗纵联保护

为解决逆变器控制策略对含逆变型分布式电源的配电网的故障特性的影响问题,提出了一种基于正序分量综合阻抗的纵联保护新原理。该原理利用线路两端正序电压相量之差与线路两端正序电流相量之和的比值构成正序分量综合阻抗。区内与区外发生故障时,正序分量综合阻抗的幅值变化明显,据此可以区分线路上的内部和外部故障。新原理特征量明显,容易整定,不受分布式电源控制策略的影响,抗过渡电阻能力强。PSCAD仿真验证了该原理的有效性。     

基于解耦后输电线路纵向阻抗的改进型纵联保护

基于单相模型的纵向阻抗特性,在三相模型上建立一种纵向阻抗的精确解耦算法,从理论上确保了纵向阻抗计算的可靠性,由此提出一种运用故障分量纵向阻抗的改进型输电线路纵联保护。对于外部故障,纵向阻抗等于线路的正序阻抗;对于内部故障,纵向阻抗等于等效系统正序阻抗负的相量和。纵向阻抗不需考虑线路各端电气量的同步采样,所提保护方案具有动作灵敏和性能可靠的优点。分析了系统阻抗和线路电容对纵向阻抗的综合影响,增加了辅助判据,使所提保护方案可以适用于不同的运行环境。仿真结果验证了所提保护原理的正确性。     

输电线路综合阻抗纵联保护新原理

提出了一种基于综合阻抗的纵联线路保护新原理。利用故障时线路两端电压相量和与电流相量和的比值,来判断线路上是否发生故障。在外部故障时,该比值反映输电线路上的容抗,其虚部为一个绝对值较大的负数;内部故障时,其虚部为正数或为绝对值较小的负数,据此可以区分线路上的内部和外部故障。新原理易整定,本身具有选相能力,不受电容电流的影响,可用于带或不带电抗器补偿的线路,抗过渡电阻能力强。EMTP仿真和动模数据验证了新原理的有效性。     

基于故障分量正序、负序和零序综合阻抗的线路纵联保护新原理

提出了故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的概念。发生区外故障时,故障分量正序综合阻抗等于线路正序容抗,负序综合阻抗等于线路负序容抗,零序综合阻抗等于线路零序容抗,数值较大;被保护线路上发生区内故障时,故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗分别反映系统和线路的正序、负序和零序阻抗,数值较小。根据该特征,可以区分线路上是否发生故障,据此提出了基于故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的纵联线路保护原理,不需对电容电流进行补偿,灵敏度高,不受过渡电阻的影响,整定原则明确,定值裕度大。     

基于分布参数频域模型识别的纵联保护原理

为消除高压长距离输电线路的分布电容电流对线路保护的影响,为此,基于矩阵束能够可靠地提取故障线路特征频点信息的特点以及模型识别的保护理论,提出了一种输电线路纵联保护新原理。该原理首先根据分布参数线路的故障网络分析,建立出区内外故障的故障模型,区外故障模型为分布电容模型,区内故障模型为等效系统阻抗模型。进而定义了2种不平衡电流并将其分别作为2种模型的模型误差来识别故障模型。区外故障时,故障数据符合分布电容模型,其不平衡电流小于等效系统阻抗模型的不平衡电流;区内故障时,故障数据符合等效系统阻抗模型,其不平衡电流小于分布电容模型的不平衡电流,据此可以判断出区内外故障。理论分析及仿真结果表明,新原理能够快速可靠地切除区内故障,且不受电容电流和过渡电阻的影响。     

适用于带中段并联电抗器的电缆线路的参数识别纵联保护新原理

针对中段并联电抗器的电缆线路,提出了一种基于参数识别的纵联保护新方法。保护原理利用了故障分量网络,选取并联电抗器安装处作为参考点。根据贝瑞隆分布参数模型,分别将线路两侧电压和电流归算得到参考点处的电压和电流,并将两者的比值作为该侧特征阻抗。定义特征参数为两侧特征阻抗的并联值。区外故障对应的特征参数识别结果为并联电抗器的电抗值,极性为正;区内故障对应的特征参数的识别结果为参考点背侧总阻抗并联值,极性为负。综上可根据区内外故障下特征参数识别结果的差异性构造保护判据。经过理论分析和仿真验证可知,保护原理易于整定计算,具有较高的灵敏度,同时具备较强的抗过渡电阻能力,对采样率的要求不高,具有较高的可靠性。     

Transmission line individual phase impedance and related pilot protection

This paper proposes a kind of new Individual Phase Impedance (IPI) and a novel pilot protection scheme for transmission line based on the IPI. The IPI is calculated by the ratio of the voltage difference of fault-superimposed component to the current difference of fault-superimposed component at both terminals of the protected line. The IPI has accurate mathematical expressions and reasonable physical definitions for various line models. The calculated result of IPI can be used to distinguish the internal faults from the external faults. When the IPI is identical to the value of line positive-sequence impedance, the external fault is detected; otherwise, the internal fault is detected if it differs from that value. The feature of the pilot protection scheme is that the inter-phase coupling relation and the distributed capacitance based on the three-phase line model are directly considered and included in the IPI expression. The novel pilot protection can be used for long distance HV transmission lines with some preeminent performances which are deficiency in the conventional directional comparison pilot protection and current differential protection. The test results obtained by EMTP simulation and from a laboratory model of a simplified real power system have demonstrated that the pilot protection is of high reliability and good adaptability.     

适用于逆变型分布式电源T接的配电网线路纵联保护方案

针对逆变型分布式电源(IIDG)T接于配电网导致双端电流纵联差动保护难以适用的问题,提出一种基于线路端点正序电流的新型纵联保护方案。建立以并网点正序电压主导的IIDG压控电流源模型。根据线路本端保护测量所得正序电气量分别求解对端正序电流计算值。在此基础上,将同一端点测量值与计算值的相量差幅值作为保护动作量,并利用发生区、内外故障时保护动作量的差异形成故障识别判据。考虑计算误差及互感器传变误差对保护整定值的影响构建完整的保护方案。该方案在保护动作量计算过程中无须实时获取IIDG运行状态,仅在现有双端纵联通道内对线路两端的电气量进行通信即可准确识别区内、外故障,通信压力小。仿真结果表明所提保护方案可靠有效,受IIDG出力影响小且具备一定抗过渡电阻能力。     

长距离输电线路中间带并联电抗器的双端非同步故障定位算法

针对线路中间带并联电抗器的长距离输电线路提出了基于双端工频量的非同步故障定位算法。对于等值阻抗固定的并联电抗器,采用故障前的双端相量估计并联电抗器的实际等值阻抗,从而基于故障后正序网络得到故障点位置。对于可控并联电抗器或故障前数据无法获取的情况,还提出了一种与并联电抗器模型无关的故障定位算法,根据不同故障类型的故障边界条件,利用故障点电压电流相位特性构造定位函数,分析表明该函数在相应定位区间具有单调变化特性,因而各定位区间不存在伪根,求解快速。所提算法均基于分布参数模型,双端数据不同步角采用故障前或故障后测量相量进行补偿。基于PSCAD/EMTDC和MATLAB的仿真结果表明,所提方法计算简单、精度高,对不同步角、故障类型、过渡电阻、故障位置均有较好的适用性。     

基于测量阻抗电阻分量符号的“网孔型”柔直电网线路纵联保护

对于限流电抗器装设于换流站出口的“网孔型”柔性直流电网而言,线路之间无边界存在,基于边界效应的保护不再适用。同时,传统的差动类保护存在延迟长和严格通信同步的问题。为此,提出一种基于测量阻抗电阻分量符号的纵联保护方案。通过对“网孔型”直流电网的Peterson等效电路进行分析发现,当发生区内故障时,线路两端的测量阻抗电阻分量符号相同,而当发生区外故障时,二者符号相反。根据这一特征,利用连续小波变换(continuous wavelet transform, CWT)提取测量阻抗的实部并构造保护判据。理论分析和仿真结果表明所提保护方案能够可靠、快速地识别各种类型的直流线路故障,具备耐高阻和强噪声的能力,且无需双端数据的严格同步。