基于测量波阻抗的同杆双回输电线路故障识别

为提高行波保护在同杆双回输电线路上的灵敏性与可靠性,提出一种基于S变换的测量波阻抗比率制动故障识别算法. 利用S变换获取母线电压与线路电流的初始行波相量,据此计算线路测量波阻抗,给出和波阻抗与差波阻抗概念,引入综合和波阻抗和综合差波阻抗. 理论分析表明：当发生区内故障时,综合和波阻抗小于综合差波阻抗;当发生区外故障时,综合和波阻抗远大于综合差波阻抗. 引入比率制动系数,将综合和波阻抗作为制动量,综合差波阻抗作为动作量,建立比率制动保护判据进行区内、外故障识别. 大量仿真结果表明,该算法判据简单,性能可靠,动作灵敏、迅速,基本不受故障初始角、故障类型、过渡电阻、噪声干扰等因素影响.     

基于数学形态学的暂态行波方向保护方案

在分析暂态行波电流和电压的特征关系基础上,利用数学形态学在检测信号奇异性的优越性,根据其初始波头极性对线路的区内、区外故障做出准确、快速的判断,提出了一种基于数学形态学的暂态行波方向保护方案。采用ATP对各种故障所做的仿真计算验证了所提出的保护原理的正确性和有效性。     

基于小波变换和神经网络的线路保护启动方法

为满足特高压输电线路超高速保护的要求,结合小波变换原理和神经网络原理,提出一种新的特高压输电线路保护的启动方法。该方法运用小波变换检测突变信号的原理,提取故障特征量,并以此作为神经网络的输入,设计启动神经网络,以判断输电线路的运行状态(正常或故障),进而决定是否启动故障选相装置。在PSCAD建立特高压输电系统仿真模型,仿真结果表明:该启动方法能准确判断输电线路运行状态,动作快速、灵敏且不受过渡电阻、故障位置、故障初始角以及噪声干扰的影响,在特高压输电线路超高速保护方面有一定的实用价值。     

输电线路两相短路故障行波分析

对于输电线路的行波定位而言,故障行波的分析具有重要研究意义。本文利用叠加原理和相模变换方法分析了两相经过渡电阻短路情况下初始行波、折射行波、反射行波的幅值、极性、折反射系数与波阻抗及过渡电阻的关系,最后给出了相应的结论。     

利用超定方程组的行波故障定位新方法

针对行波速度参数具有一定不确定性,而对行波故障测距结果带来一定误差影响的问题,提出利用超定方程来消除波速影响的输电线路双端行波故障测距方法。测量故障到达输电线路两端的初始行波,以及对端初始反射故障行波到达本端、本端初始反射行波到达对端母线的时间,通过时间和线路长度参数构建超定方程组,通过求解消除波速的影响。仿真结果表明,该方法不受行波波速、故障距离与接地电阻的影响,相较于传统行波测距方法有更高的准确性和可靠性。     

基于故障行波方向的电缆一架空线混合线路自适应重合闸控制研究

提出一种基于故障行波方向的电缆一架空线混合线路自适应重合闸控制方法．通过在电缆与架空线连接点处安装行波传感器提取暂态电流行波方向信息,计算故障区段,如果故障在电缆上则断开重合闸出口压板,反之,则闭合重合闸出口压板．理论分析和仿真结果表明,该方法能识别混合线路连接点附近故障时的故障区段,无故障保护死区,可靠性高．     

基于故障行波传输有向树的网络定位算法

为了解决输电网故障行波定位的网络数据融合及环网解环的复杂处理问题,利用故障行波传输时间与传输距离的线性关系,建立故障行波传输最短路径有向树模型,提出一种基于线性拟合原理的行波定位算法,给出实施流程,完成仿真分析。与传统的行波定位算法相比,该算法基于线性拟合原理,充分融合了输电网的全部故障信息,排除了由波速不确定性和故障行波记录时间误差造成的干扰,实现了环网自动解环。仿真分析结果验证了该方法能有效消除故障行波信号记录时间的误差干扰,具有高精确度和可靠性。     

基于行波波头瞬时频率的输电线路故障无通道全线速动行波保护

提出一种利用区内外初始行波信号的频率差异来区分内外部故障的快速保护原理。首先,详细分析母线杂散电容和阻波器对故障行波的影响;然后,对初始电流行波进行希尔伯特变换（HHT变换）得到各频段的时频图,提取初始电流行波突变点频率,利用行波波头瞬时频率差异作为判据区分内外部故障。理论分析和仿真结果表明,该方法动作快,不易受故障类型、故障角度和故障接地电阻的影响,不存在保护死区,是一种简单有效的高压线路保护方法。     

谐振接地电网单相接地故障初始行波分析

谐振接地电网发生单相接地故障时,从故障初始行波产生原理入手,进行了初始行波的模量分析。并推导了初始行波在母线处的传播特性。与健全线路相比,故障所在线路初始零模电流行波幅值最大且极性相反。据此能检测故障线路。ATP仿真验证了其正确性。     

高压直流输电线路边界保护算法

暂态量保护是直流线路继电保护的主要研究方向之一,分析直流输电线路及其边界的频率特性,研究直流线路区内外故障判别的边界保护原理;利用快速的改进递归小波变换提取特征差异显著的故障暂态特定频率分量幅值,并构造边界保护的实用算法.经过大量PSCAD仿真实验测试,该边界保护算法可以正确判别故障范围、识别故障极,保护性能不受故障距离、故障类型及过渡电阻等因素的影响.     

基于信息融合的故障行波定位网络算法

提出一种基于整个输电网行波信息的故障定位算法．通过分析故障行波到达电网中各变电站的时间关系,运用最短路径原则将复杂的输电网络简化成无环网的辐射型网络,将远端变电站记录的初始行波到达时间折算为故障线路出口侧变电站的初始行波到达时间．通过剔除无效时间数据,并对所有折算得到的有效初始行波到达时间进行融合处理,实现基于整个输电网的故障行波定位．该算法有效解决了电网中某台行波定位装置时间记录不准确或故障导致的故障定位失败问题．仿真结果表明,该算法具有较高的可靠性、准确性,绝对误差不超过100m．     

基于多端行波到达时差的配电网故障选线方法

电网故障行波由故障点产生沿最短路径传向整个电网。配电网非故障线路行波由母线传向各分支,定义各分支末端行波到达时差为线路时差特征值,仅由线路结构确定;而故障线路行波由故障点传向各分支,各分支末端行波到达时差则小于或等于该线路时差特征值。提出一种基于多端行波到达时差的配电网故障选线方法,采用线路多端行波到达的时差测量值数组与该线路时差特征值数组的相关分析进行故障选线,提高了故障选线的抗干扰能力。仿真分析结果及现场运行结果表明,该方法不受故障类型限制,容错能力好,选线可靠性高。     

电缆-架空线混合线路故障行波定位及自适应重合闸控制

提出一种基于预值查表故障搜索算法的混合线路双端行波故障定位方法．基于各个电缆一架空线连接点产生的行波到达线路两端的时间差建立故障区段预置表,利用故障时初始行波波头到达线路两端的时间差查表搜索故障区段,根据故障区段进行重合闸控制,如果故障在电缆上则闭锁重合闸,反之,则开放重合闸;并根据双端行波定位公式计算出故障点位置．EMTP仿真结果表明,提出的行波定位方法可准确定位故障点位置,误差小于50m,且不受故障点位置、故障类型及过渡电阻的影响,可精确实现重合闸,具有较强的实用性．     

异步法在T型线路电流差动保护中的应用

针对现有的T型线路故障分量电流差动保护,存在外部故障电流互感器饱和误动的问题,基于异步法原理,利用其在内部故障时差动电流幅值的上升与制动电流幅值的上升基本同步,而外部故障时差动电流幅值的上升明显滞后于制动电流幅值的上升的特征,正确判别出内部故障和外部故障。大量仿真表明,该方法既能在内部故障时正确动作,也能在外部故障CT饱和时可靠不动作。     

基于行波波速在线测量的输电线路故障测距算法研究

基于行波的输电线路双端测距算法只用到到达故障线路两侧母线的第一个故障初始行波波头,其可靠性较高.但行波波速对其定位精度存在一定的影响.实际的波速受到线路参数频变及地理位置、气候等诸多因素的影响.本文提出一种在线测量行波波速的方法,以此为基础提出一种新型双端测距算法.大量仿真表明与常规双端行波测距算法相比较,该算法测距精度更高.     

结合TSVD正则化和离散反卷积的电压行波精确检测方法

为解决行波传感器传变过程中的衰变及噪声干扰等因素影响而导致的电网一、二次侧行波波形不一致问题,提出一种结合截断奇异值分解（TSVD）正则化和离散反卷积的电网故障电压行波精确检测方法。该方法选择集中参数传递函数模型构建电压行波传感器的正演模型;然后利用反卷积原理建立行波反演模型;针对行波波形反演过程中产生的病态问题,提出结合TSVD正则化理论的波形反演方法,实现电网故障电压行波的精确检测。仿真分析表明,该检测方法能够实现二次行波信号的精确反演,反演一次行波信号波形特征可以反映真实的故障波形特征。     

输电线路暂态量保护的研究进展

输电线路的暂态量保护原理是继电保护的重要新原理之一,保护装置是有望应用于特高压系统,实现故障的超高速切除．针对课题组近10年的暂态保护研究工作进行了较为全面的总结,介绍了一套面向实用化的暂态量保护总体方案,由高速的主保护（双端纵联的方向保护）、超高速的辅保护（单端的边界保护）和配套元件（用于启动、识别雷电干扰、识别合闸于故障、故障选相等）构成;构建了一套暂态量保护的实验装置,包括一台能够同步采集暂态信号并实时进行保护计算与判断的实验室样机和一台能够输出保护用模拟信号的暂态信号发生器．基于EMTP仿真数据和现场行波实录数据,对装置进行性能测试试验,表明暂态量保护原理算法和实验室样机是可行的、动作速度为2—8ms．同时,探讨了影响暂态量保护实用化的互感器高频暂态信号传变特性问题和输电线路高频载波的干扰问题．     

零序功率方向元件的探讨

分析了比幅与比相原理的零序功率方向元件接地短路故障远离保护安装处时零序方向元件灵敏度低,可能存在死区的问题。提出了微机线路零序方向电流保护采用线路零序电流与变压器中性点零序电流比相的判据,解决了电压回路故障及远离保护安装处接地故障零序方向元件灵敏度低的问题。通过仿真验证表明,所提出比相原理动作正确且简单。     

小电阻接地系统接地故障综合保护方案

针对现有小电阻接地系统接地保护选择性差、灵敏度低且高阻接地故障检测能力不足等问题,研究分析小电阻接地系统单相接地故障后零序电流特征,利用上下级纵向配合,提出基于零序过电流的多级接地保护和延时低定值高灵敏度接地保护,给出保护配置方案和各级保护整定原则。利用线路出口和中性线零序电流幅值横向比较,提出高阻接地故障选线方法。在典型小电阻接地配电网结构下的仿真验证了所提出接地故障综合保护方案的可行性与可靠性。     

基于暂态零序电流频谱灰关联分析的谐振接地系统故障选线方法

为提高谐振接地系统单相接地故障选线的准确性和可靠性,提出一种充分利用故障暂态特征的故障选线方法。首先,通过对故障后暂态零序电流特征进行分析,利用快速傅里叶变换(FFT)对各线路暂态零序电流进行频率分解,保留特征频段内的成分,得到各线路暂态零序电流频率-幅值曲线图;然后,根据故障线路和非故障线路在特征频段内曲线的相似度较低,而非故障线路曲线相似度高,通过灰色关联分析求取各曲线间的绝对关联度,利用绝对关联度定义选线判定系数,通过比较各线路判定系数与设定阈值的大小进行选线。EMTP/ATP和MATLAB仿真结果表明:该方法不受故障线路类型、接地电阻、故障合闸角等因素的影响,同时能有效识别母线故障,具有很高的选线准确性和可靠性。