基于分布参数模型的串联补偿双回线单线故障定位算法

对于装设串联补偿(串补)装置的输电线路,由于与串联电容并联的保护元件金属氧化物可变电阻(MOV)的非线性特征,使得串补线路无法直接使用常规的输电线路故障测距方法。为此,提出了一种基于分布参数模型的串补双回线故障定位算法。按照故障点相对于串补的位置分为两个子算法,利用从本端、对端推算得到的故障点处电压相等的特点,消去串补装置近故障一侧的电压,结合故障点处过渡电阻的纯电阻性和故障序网边界条件,构造故障定位函数。该方法不依赖串补装置模型,不受MOV非线性的影响,无需预知串补装置相对于故障的位置,同时不存在伪根判别问题。EMTDC/PSCAD和MATLAB仿真结果计算验证了该方法的正确性。     

基于改进RL模型的串联补偿线路单相接地 故障测距新算法

基于RL模型算法的测距式继电器是我国最早开发成功并获得广泛应用的微机线路保护继电器,但其直接应用在串联电容补偿线路中具有一定的局限性。基于此,针对常见的单相接地故障类型,给出了一种基于改进RL模型的串联补偿线路故障测距算法。该算法考虑了故障过程中MOV动作及串联电容对线路实际阻抗值的影响。与传统的串联补偿线路故障定位方法相比,该算法无需判断串联补偿装置是否在故障回路中,也无需知道串联补偿装置的相关参数和其具体工作状态,就能简单准确地实现串联补偿线路的故障测距。EMTDC/PSCAD和Matlab仿真计算结果表明,所提出的算法能够获得比传统算法更加准确的测距结果。     

串补线路的数学形态学行波测距法研究

因存在串联电容及其并联保护元件MOV,带串联电容补偿装置的输电线路的高度非线性特性对故障测距和继电保护产生了较大影响,使常规的故障测距和距离保护算法均已不再适用。为此,讨论了串联电容补偿对输电线路行波法测距的影响,并提出了一种基于数学形态学梯度技术的串补线路行波法故障测距新算法,该算法不受MOV非线性特性的影响。相对于小波变换等积分运算来说,形态学对突变信号检测能力强,对噪声不敏感,算法简单,耗时较小,易于硬件实现。ATP仿真结果表明,该算法具有很好的准确性和鲁棒性。     

基于行波固有频率的串补线路故障测距方法

串联电容及其非线性保护装置给串联补偿线路的故障测距带来了困难.在考虑串联电容及其保护装置对频率提取及边界条件影响的基础上,研究了基于行波固有频率的串补输电线路故障测距算法.该算法首先利用单端电流频率信息判断故障发生在串联电容前或串联电容后,对于发生在串联电容后的故障,需要考虑串联电容处的折反射对测距算法的影响,然后依据故障距离与固有频率、边界条件间的数学关系进行精确测距.大量仿真结果表明该算法不受故障距离、故障类型和过渡电阻的影响,具有良好的测距精度和适应性     

基于小波变换的行波故障定位法在串补输电线路中的应用

串联电容补偿线路的故障测距和继电保护是一个比较困难的问题.困难之处不在于串补电容本身,而在于与之并联的MOV的动作特性.由于串补电容和MOV一起组成了一个非线性电路,故难以建立其在故障发生时的精确模型.作者将基于连续小波变换的行波定位法应用于串补输电线故障测距,分析了MOV对行波定位法的影响,并进行了大量的仿真.该方法不依赖串补装置的模型,不受MOV非线性特性的影响,具有较高的定位精度,且不受故障类型与接地阻抗的影响.EMTP仿真结果证实了该方法的有效性.     

A Fault Location Algorithm for Two-End Series-Compensated Double-Circuit Transmission Lines Using the Distributed Parameter Line Model

A new fault location algorithm for two-end series-compensated double-circuit transmission lines utilizing unsynchronized two-terminal current phasors and local voltage phasors is presented in this paper. The distributed parameter line model is adopted to take into account the shunt capacitance of the lines. The mutual coupling between the parallel lines in the zero-sequence network is also considered. The boundary conditions under different fault types are used to derive the fault location formulation. The developed algorithm directly uses the local voltage phasors on the line side of series compensation (SC) and metal oxide varistor (MOV). However, when potential transformers are not installed on the line side of SC and MOVs for the local terminal, these measurements can be calculated from the local terminal bus voltage and currents by estimating the voltages across the SC and MOVs. MATLAB SimPowerSystems is used to generate cases under diverse fault conditions to evaluating accuracy. The simulation results show that the proposed algorithm is qualified for practical implementation.     

Advance Compensated Mho Relay Algorithm for a Transmission System with Shunt Flexible AC Transmission System Device

Abstract—The presence of shunt flexible AC transmission system devices adversely affect the performance of distance relay and create security and reliability issues. This article introduces a noble compensated Mho relay algorithm for the protection of transmission line employing shunt flexible AC transmission system devices, such as a static VAR compensator and static synchronous compensator. A detailed model of transmission system employing a shunt flexible AC transmission system device is explained. Then compensated impedance inserted by a shunt device in the transmission line is calculated, and finally, a compensated Mho relay algorithm is proposed to protect zone one of the transmission line. Simulation work is carried out in PSCAD/EMTP software. Results show that the proposed relay is secure, accurate, and reliable under the wide variation in power system parameters, such as load angle, fault resistance, fault location, and compensation level.     

基于R-L模型的串补线路距离保护方案

针对串补线路故障特性更为复杂,造成距离保护难以正确动作的问题,提出了一种利用单端信息的串补线路故障测距方案。以R-L模型为基础,根据串补前及串补后故障线路参数的不同,给出了2个测距计算模型。利用该模型计算出的电阻值与实际电阻值的对比,可准确判断故障点相对串补装置的位置。若故障发生在串补装置前,则直接驱动断路器跳闸;若故障发生在串补装置后,则利用串补后的故障计算模型,判断出故障位置。该方法可以较好地解决传统距离保护在串补线路中的暂态超越问题,同时,利用MOV导通前的暂态信息,避开了MOV导通初期串补电容电压难以获取的问题,极大地提高了距离保护的可靠性。利用PSCAD仿真验证了该方案的可靠性和有效性。     

基于RVM和阻抗法对串联电容补偿输电线路的故障定位

在串补输电线路(SCCTL)中通常采用金属氧化物变阻器(Metal-Oxide Varistor,MOV)对串补装置中的电容做主保护,而MOV具有典型的非线性特征,给串补输电线路的故障定位带来难题。基于此,提出一种新的接地故障定位方法,首先对接地故障进行分类识别,再针对不同故障类型用阻抗法进行故障定位,将SCCTL相对于串补装置分为两个区域,并对应采用两个子算法对故障进行定位,无需附加程序对子算法的计算结果进行伪根判别。该阻抗法不依赖串补装置的模型,不受MOV非线性特征的影响。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立一500kV的串补输电线路模型,用MATLAB实现故障定位算法,仿真结果验证了此方法具有较高的定位精度。     

基于Hilbert-Huang变换和神经网络的带串补高压输电线路故障测距

提出了一种针对带串补高压输电线路的分层结构神经网络模型故障测距新算法。第1层为粗略判断故障位置的神经网络模型,利用一种新的信号处理方法Hilbert-Huang变换获取能量故障特征作为第1层神经网络的输入,判断故障发生在电容前或后;第2层为精确确定故障位置的神经网络模型,通过对神经网络的离线训练和对单端故障测距结果的在线补偿,最终得到精确的故障距离。该算法考虑了过渡电阻和分布电容的影响,克服了传统故障测距算法由于忽略分布电容导致在高阻接地故障时故障定位不准确的缺点。     

一种基于微分方程法的串补线路精确故障测距算法

串联补偿电容的接入使得从线路两端测得的稳态时的电压电流关系不再一一对应,用代数法无法区分故障发生在串补电容的哪一侧,这给以前常用的代数方程定位算法增加了新的困难。文中利用在线路两侧同步采集(用全球定位系统(GPS)进行同步)的电压、电流信号,采用微分方程数学模型并结合串补线路的特点推导了一种新的故障定位算法。该算法分别假定故障点在串补电容的两侧,通过计算得到2个故障定位解,其中一个为真根,另一个为伪根。针对定位过程中出现的真伪根,由暂态过程中电容两侧发生故障时的电压波形不同这一事实,根据线路两侧获取的数据分别计算出的故障点电压应相等这一原理,提出了一种简单、可靠地找出真根去除伪根的方法,可正确判定事故地点。仿真研究表明,该算法具有较高的精度和较强的适应性,能可靠区分真伪根,精确确定事故地点。     

基于参数识别原理的串补线路距离保护

以串联补偿（简称串补）线路的暂态物理模型为基础,基于参数识别原理提出一种适用于串补线路的距离保护方法。该保护利用系统故障时的暂态信息识别串补线路的电感参数来反映故障点到保护安装处距离,克服了串补电容带来的超越问题,并将故障点相对于串补的位置转化为待识别的未知量,实现串补前故障与串补后故障算法上的统一,无需事先识别故障点...     

带串联电容补偿装置的高压输电线路双端故障测距新算法

快速准确地得到输电线路故障距离对电力系统运行有着重要的意义。对于带串联电容补偿装置的输电线路(串补线路)，由于串联电容的存在以及串联电容并联保护元件MOVs的非线性，现有的故障测距算法并不能直接应用到串补线路的故障测距中。因此，提出了一种采用双端电气量的串补线路故障测距新算法，该算法对MOVs采用指数模型模拟，MOVs上的电压降通过拟牛顿法求解，线路采用分布参数模型。EMTP仿真结果表明该算法具有很好的准确性和鲁棒性，且不受过渡电阻、故障类型、故障位置故障发生角等的影响，其算例的测距精度均在0．5％以内。     

串联补偿装置中MOV保护特性的分析

概述串联补偿装置中MOV及其保护配置原则。结合其在 5 0 0kV阳 -淮工程固定式串联补偿装置中的应用 ,分析MOV在一次系统的保护特性和其二次系统保护配置的作用和功能。它对串联补偿开关站MOV的设计、设备选型和运行具有意义     

基于双重保护的中压串联补偿装置研究

串联补偿装置在提升配电网线路电能质量方面具有良好的效果,近年来得到了广泛的应用.针对配网线路故障频发的特点,实际运行中应考虑串联补偿装置的自我保护问题,以避免线路发生故障引起电容器过电压而损坏的情况.本文提出了一种基于金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)和实时小波变换算法检测故障的双重保...     

基于改进小波包熵的SSSC串补线路故障位置识别

静态同步串联补偿器(SSSC)的应用会对距离保护的测量阻抗产生影响,使得距离保护发生拒动或超越.文中采用改进小波包熵分析了SSSC串补线路保护安装处的暂态故障电流特征,结果表明:故障点在SSSC之前和之后时串补线路的小波包熵值明显不同,故障点在SSSC之前的小波包熵值远大于故障点在SSSC之后时的小波包熵值.根据该特征...     

基于多方向元件的串补线路协同保护新方法

串补线路故障特征的复杂性加大了保护装置可靠动作的难度,为提高串补系统保护可靠性,提出一种多方向元件相互配合的串补线路方向保护方案。该方案利用负序电流值及故障前后的测量电流相位差判断故障类型,针对不对称短路、三相短路及负荷变动分别采用负序、工频方向及突变量电压电流相角差判断保护装置是否动作。PSCAD仿真表明,在系统发生电压反向、电流反向、经过渡电阻接地以及负荷变化等情况下该保护方案均可准确判断故障位置,从而使保护装置正确跳闸。同时,该方案不受MOV不同导通状态的影响,具有较好的保护性能。     

串联电容补偿线路的相差保护特性研究

高压输电线路上靠近串补电容处发生故障时,由于电容的补偿作用,线路两端电流、电压的相位差可能达到180°,远远超出了传统相差保护的整定值,导致保护无法判别故障。为此,作者提出一种改进算法,对故障时的暂态电流信号进行小波变换,获取暂态相位差值作为保护动作的依据,并考虑了金属氧化物变阻器不能导通时串补电容对保护性能的影响。仿真结果表明,改进算法能快速准确地判断故障区域,弥补了传统保护的缺陷,且不受串补电容补偿度、安装地点的影响,对普通线路同样适用。     

基于同步相量测量单元的串联补偿线路自适应故障定位算法

针对串联补偿线路提出了基于同步相量测量单元的自适应故障定位算法。基于串联补偿线路两侧同步相量,采用最小二乘法在线估计串联补偿线路实时参数。线路故障后,采用分布参数模型,基于故障通路电压、电流相位特性构造故障定位函数,无需串补模型。理论分析及仿真表明,所构造的故障定位函数在定位区间具有单调近似线性变化的特性,采用二分法或弦截求根法即可快速精确求解故障点。基于PSCAD/EMTDC和Matlab的仿真结果表明,故障定位方法实现简单,计算速度快、精度高,对不同的故障类型、过渡电阻和故障位置均有较好的适用性。     

基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理

针对串补给线路距离保护带来的超越误动问题,提出了一种基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理。该原理将安装于线路一侧的串补装置作为线路保护范围的异构边界,利用单端测量信息构建R-L微分方程求解故障距离,并采用最小二乘算法对故障距离进行拟合估计,根据测距结果的拟合误差可以判断故障点与串补电容之间的相对位置关系,从而实现串补线路的全线速动保护。所提方法应用等传变理论克服了电容式电压互感器暂态传变误差以及线路分布电容对故障测距精度的干扰,仿真表明能够在40 ms内快速切除串补线路的内部故障。