单相自适应重合闸相位判据的研究

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。提出了一种新型区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当瞬时性故障发生时，短路点电弧熄灭后，在恢复电压阶段，断开相电压的大小及其相位都与永久性故障情况有本质不同。在详细分析断开相电压工频分量组成部分的基础上，利用它们的相位特性，提出了单相自适应重合闸的相位判据，并针对输电线路的实际参数、运行方式以及故障条件对判据的影响做了详尽分析，结果表明，相位判据可以准确判定故障性质。该判据方法简单、可靠，而且仅利用单端电气量，易于实现。EMTP仿真测试和现场录波数据测试都验证了该判据的有效性和准确性。     

单相自适应重合闸相位判据的研究

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。提出了一种新型区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当瞬时性故障发生时，短路点电弧熄灭后，在恢复电压阶段，断开相电压的大小及其相位都与永久性故障情况有本质不同。在详细分析断开相电压工频分量组成部分的基础上，利用它们的相位特性，提出了单相自适应重合闸的相位判据，并针对输电线路的实际参数、运行方式以及故障条件对判据的影响做了详尽分析，结果表明，相位判据可以准确判定故障性质。该判据方法简单、可靠，而且仅利用单端电气量，易于实现。EMTP仿真测试和现场录波数据测试都验证了该判据的有效性和准确性。     

并联电抗器中性点小电抗的选择及其对单相自适应重合闸的影响

根据单端带并补的输电线路模型,推导了最佳中性点电抗器的取值,以达到对相间电容进行完全补偿并在瞬时性故障时快速熄弧的目的。同时,建立了线路瞬时性故障时的一、二次电弧模型,并在ATP/EMTP中进行了500 kV输电线路瞬时性故障的仿真,仿真包括了输电线路进行导线换位和不换位2种情况,明确了不同中性点电抗器的选择对熄弧时间、潜供电流、恢复电压的影响。由仿真分析发现了传统基于电压幅值、电压畸变的单相自适应重合闸判据的不足。指出自适应重合闸判据应适应线路导线有无换位、有无并补、有无中性点电抗器及中性点电抗器取值大小等情况,从而达到在瞬时性故障时断路器在最佳时间快速重合、永久性故障时不重合的目的。     

基于故障测距的单相自动重合闸永久故障电压自适应补偿判据

该文提出一种基于故障测距的单相自动重合闸永久故障电压自适应补偿判据。该判据以故障点瞬时故障电压理论值为定值，由故障测距结果求出故障点实际电压，当故障点实际电压小于定值时为永久性故障，反之为瞬时性故障；考虑了由过渡电阻引起的故障测距误差对该判据的影响，给出了一种在高阻状况下测距不可靠时的解决方法。讨论了当线路侧无PT时，通过线路CT获取判据所需线路电压的原理。仿真结果表明：该判据可以准确地区分永久性和瞬时性故障，适用于110kV-220kV线路和不带并联电抗器的330kV-500kV线路。     

基于故障相电压功率谱的超高压串补输电线路故障识别

为了减少或消除重合于永久性故障给输电系统稳定运行所带来的不利影响,需要在断路器重合前预先判别故障类型是永久性还是瞬时性。根据超高压串补输电线路在单相瞬时性接地故障时,故障相恢复电压包含工频分量、接近于工频的分量以及低频分量,其功率谱有3条谱线;而永久性接地故障时,故障相恢复电压仅由工频分量、低频分量叠加而成,其功率谱有2条谱线。据此针对串补输电线路提出一种基于故障相恢复电压功率谱的单相接地故障识别方法,该方法利用故障相电压各分量功率谱的谱线分布来识别瞬时性故障和永久性故障,EMTP仿真验证了该方法的准确性和可行性。     

带并联电抗器的交流特高压输电线路单相自适应重合闸故障识别方法

为使单相自适应重合闸避免重合于永久性故障,需对线路故障类型进行准确的识别。笔者针对带并联电抗器的交流特高压输电线路,计算瞬时性故障与永久性故障时中性点小电抗电压与故障线路端电压幅值比,分析发现,两种故障情况下其比值明显不同,因此利用中性点小电抗与故障线路端电压幅值比为判据,可准确判别瞬时性与永久性故障。大量ATP/EMTP仿真结果表明,该方法可以有效识别不同故障类型,且判别方法简单可靠性高。     

基于改进型相关法的单相自适应重合闸新判据

分析了超、特高压输电线路发生单相瞬时性及永久性接地故障时断开相电压的形成机理，指出瞬时性单相接地故障时断开相计算电压与两健全相电压和沿线变化规律的相似程度远大于永久性接地故障时的相似程度，并在此基础上，提出利用改进型相关法的故障性质识别新判据。该判据综合考虑了断开相计算电压与两健全相电压和的幅值与相位的相似性，使瞬时性故障时的相关系数大于永久性故障时的相关系数。该判据实现简单，高阻接地时仍具有较高灵敏度，且受线路长度、负荷电流及故障距离的影响很小，适用 于不带并联电抗器的超、特高压输电线路。大量仿真实验验证了所得结论的正确性。     

应用附加电容的柔性直流输电线路自适应重合闸策略

针对柔性直流输电线路在故障跳闸后线路健全极与故障极不存在耦合关系和基于感应电气量变化特征的重合闸判据难以适用的问题,提出一种基于附加电容放电电压变化特征的柔性直流输电线路自适应重合闸策略。在直流线路跳闸后投入附加电容器,构建附加电容放电的数学模型,分析故障消失前后附加电容放电电压特征的差异。结合该差异设计出能有效识别永久性故障和瞬时性故障的柔性直流线路故障性质识别新判据,基于此故障性质识别判据实现对线路的重合闸。最后利用PSCAD/EMTDC平台搭建了线路模型,仿真验证了所提柔性直流输电线路自适应重合闸策略的有效性与可靠性。     

基于故障点电压特性的同杆双回线自适应重合闸

提出了一种基于故障点电压特性的同杆双回线自适应重合闸技术。同杆双回线中故障相跳闸后,故障点电压可通过线路端电压和测距结果计算得出;不同故障类型下故障性质分别为瞬时性和永久性时,故障点电压呈现不同特性。针对接地故障类型,提出利用故障点电压幅值判断其故障性质的方法;针对跨线故障,提出利用不同回线跳开相故障点电压差判断其故障性质的方法。针对同杆双回线的所有故障类型提出了按时序重合的基本原则,并在重合过程中兼顾对相间故障性质进行判断。该方法考虑了同杆双回线可能出现的各种复杂故障类型,且判据不受互感耦合电压、故障位置及过渡电阻的影响,仿真实验表明判据准确可靠。     

超高压输电线路单相自适应重合闸相位判据的研究

分析了未装设并联电抗器的超高压输电线路断开相故障点电压在瞬时性与永久性故障情况下的幅值特征及其与该点健全相电压之间的相位关系，指出瞬时性故障点电压与该点两健全相电压和同相位，而永久性故障时该点电压与该点两健全相电压和的相位差随过渡电阻及线路长度的减小而接近90度，据此提出了判断故障性质的相位判据，并针对金属性故障及线路出口处的低阻故障情况提出了补充判据，该判据可准确地判断故障性质且对于测距误差与线路参数估计误差具有良好的自适应性，大量仿真实验验证了所得结论。     

基于电压相位波动特征的单相永久性故障识别方法

研究了带并联电抗器的超高压输电线路发生单相接地故障时跳开相电压的自由振荡分量频率的影响因素,分析了带并联电抗器的超高压输电线路发生单相接地故障时跳开相电压的相位特征,揭示了恢复电压相位周期性波动的原因,并考虑了傅氏算法处理含非基频量信号时的误差对跳开相电压相位计算的影响。引入健全相电压相量和作为极化电压,以极化电压为基准区分发生瞬时性故障与永久性故障时的跳开相电压相位,提出了识别永久性故障的跳开相电压相位波动判据。EMTP仿真结果表明,该判据计算简单,判定准确,且不受过渡电阻影响,可有效适用于带并联电抗器的输电线路单相故障性质的识别。     

基于故障相电压功率谱的高压输电线路单相自适应重合闸

分析了带并联电抗器的高压输电线路发生单相接地故障时故障相恢复电压的特性,结果表明：单相瞬时性故障时的恢复电压由自由分量与工频分量叠加而成,其功率谱有2条谱线;而单相永久性故障时的恢复电压中只包含工频分量,其功率谱有1条谱线。文章据此提出一种基于输电线路故障相电压功率谱的单相接地故障识别方法,该方法利用故障相电压功率谱中谱线在基频附近的分布状态来区分瞬时性和永久性故障。该判据不需要高频参量,易于整定和实现。针对超高压输电线路单相接地故障的仿真结果验证了判据的准确性和可行性。     

输电线路单相自动重合闸中电压判据的修正

分析了区分电线路瞬时性与永久性故障的电压判据,补偿电压判据及组合补偿判据成立 的条件,指出其存在的缺陷,提出了修正电压判据。该判据区分瞬时性和永久性故障正确率高,且有简单,易行的特点,不仅适用于短线,而且适用于重负荷长线和带并联电抗器的线路。已有的试验数据表明,该判据是有效的。     

带并联电抗器的超高压输电线路自适应重合闸新判据

对带并联电抗器线路发生瞬时性单相接地故障时跳开相的恢复电压特征进行了分析,应用拉普拉斯变换对恢复电压中的各种暂态分量进行了定量求解,从原理上揭示了恢复电压中衰减周期分量的产生原因.通过瞬时性故障与永久性故障时故障相端电压波形的对比,提出了识别永久性单相接地故障的跳开相端电压衰减周期分量幅值判据,并给出一种从跳开相端电压中提取低频衰减周期分量幅值的实用方法,该方法计算简单,判定迅速准确,且不受过渡电阻影响,可有效应用于带并联电抗器的超高压输电线路单相自适应重合闸故障性质的识别及重合时刻的选择.     

带并联电抗器的线路单相自适应重合闸故障判别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,研究了故障后线路断开相并联电抗器与中性点小电抗上的电压特性,发现在永久性故障时,无论是金属性接地还是经过渡电阻接地,断开相并联电抗器上电压与中性点小电抗上电压的比值总是大于瞬时性故障时两者的电压比值。基于上述结论,提出了超高压带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸故障的电压判别方法。理论分析和EMTP仿真表明,该判别方法简单、有效,能可靠实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。     

基于电压补偿原理的单相自适应重合闸新型相位判据

对瞬时性故障和永久性故障进行了详细的分析,提出了一种基于电压补偿原理的新型相位判据。该判据通过对断开相端电压分别进行两种适当的补偿,获得用于比相的两个相量,保证在瞬时性故障时两者反向;而在永久性故障时,两者接近于同向。该判据原理简单、可靠,不受过渡电阻、负荷电流和故障点位置的影响,仅利用线路的单端信息即可实现故障的判别,不需要故障测距装置,适用于不带并联电抗器超高压线路。EMTDC仿真实验证明了该方法的正确性和有效性。     

带并联电抗器输电线路三相永久性和瞬时性故障的判别方法

针对带并联电抗器的高压输电线路,提出了用于三相自适应重合闸的识别三相瞬时和永久性故障的差模电压幅值判据。线路中发生三相故障两端三相跳闸后,由于分布电容和并联电抗器的储能,线路上会有残余电压出现。通过对其变化过程和暂态分量的分析可发现,线路差模电压为频率接近工频的衰减周期分量,并且随故障性质的不同而明显不同,因此利用差模电压的幅值就能有效判断故障性质。大量EMTDC仿真结果和动模实验录波数据证明了该方法的准确性和可靠性。     

基于电压补偿原理的单相自适应重合闸新型相位判据

对瞬时性故障和永久性故障进行了详细的分析,提出了一种基于电压补偿原理的新型相位判据.该判据通过对断开相端电压分别进行两种适当的补偿,获得用于比相的两个相量,保证在瞬时性故障时两者反向;而在永久性故障时,两者接近于同向.该判据原理简单、可靠,不受过渡电阻、负荷电流和故障点位置的影响,仅利用线路的单端信息即可实现故障的判别,不需要故障测距装置,适用于不带并联电抗器超高压线路.EMTDC仿真实验证明了该方法的正确性和有效性.     

带并联电抗器的超高压输电线单相自适应重合闸的研究

针对带或不带并联电抗器的超高压输电线路，详细地分析了单相故障断开相的恢复电压特性；对有并联电抗器补偿的超高压线路，分析了恢复电压中的工频分量以及由各储能元件形成的低频振荡分量，并对恢复电压的拍频现象进行了深入的研究。针对现有自适应重合闸判据判定效果的不足，提出了利用瞬时性故障消失后的拍频特性来判定故障性质的新方法，解决了现有自适应重合闸判据在超高压线路上的应用缺陷，拓宽了单相自适应重合闸的应用范围和前景。经理论分析和EMTP仿真验证表明，该判别方法准确、有效，能够可靠地实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。     

智能型自适应单相重合闸的应用研究

根据自适应单相重合闸的电压判据在判别瞬时性故障与永久性故障时存在的缺陷，提出了智能型自适应单相重合闸方案，将人工神经网络用于其中，建立了一个3层前向网络模型。利用EMTP及MATLAB进行了大量的仿真实验，验证了其无论在长线路还是短线路的故障区分中都具有良好的可行性，克服了传统判据的缺陷。同时还提出了基于模糊神经网络的自适应单相重合闸方案，作为下一步的研究方向。