基于PSCAD/EMTDC的距离保护R-L模型算法研究

应用线路模型算法的特点及适应性分析,可为电力系统距离保护阻抗算法乃至整个保护提供良好的选择性和可靠性保证。针对R-L模型算法,典型设计了在短路时线路分布电容高频分量的情况,运用PSCAD/EMTDC完成电力系统距离保护的仿真,应用基于线路模型的R-L解微分方程的阻抗算法,在双端系统中对算法进行了测试,并对算法的稳定性进行了研究。对电力系统距离保护阻抗R-L模型算法的实际应用提供了理论基础。     

基于R-L模型算法的距离保护研究与PSCAD仿真

距离保护的关键是短路阻抗的计算,R-L模型算法不受电网变化频率的影响,且不需要用滤波器滤除非周期分量,所需时间窗短,故R-L模型可提供准确、可靠的阻抗信息以满足距离保护选择性和可靠性的要求。对R-L模型算法的原理及优缺点进行了分析,并利用PSCAD进行详细的仿真。仿真结果验证,基于R-L模型算法的距离保护元件快速可靠动作,说明了R-L模型算法的实用性。     

利用单相跳闸后信息的输电线路单相接地单端精确测距方法

输电线路单端阻抗测距方法受过渡电阻和对端系统阻抗的影响,测距精度较低。输电线路单相接地故障普遍采用单相跳闸的运行方式,非全相运行过程仍包含对端系统信息,使单端精确测距成为可能。现存的利用单相跳闸后信息的测距方法利用简单的R-L线路模型,未考虑线路分布电容、相间耦合、潜供电流等因素影响,针对该问题,本文基于分布参数模型,利用故障后以及单相跳闸后两个时间断面的信息描述输电线路方程,能精确计算出包括对端系统电动势、对端系统阻抗、故障距离和过渡电阻在内的所有网络未知参数。本文理论分析和仿真结果表明:所提出的算法具有较高的测距精度,能够满足现场应用的要求。     

基于架空线路简化模型的柔性直流电网双极短路故障定位法

在模块化多电平换流器(MMC)组建的多端柔性直流输电系统中,准确定位直流侧双极短路故障位置是确保快速功率恢复的重要举措。针对目前故障测距存在的问题及获取架空线路参数的困难,文中提出了一种基于架空线路简化R-L模型的柔性直流电网双极短路故障定位方法。通过预设双极短路故障试验可反推出架空线路故障态下的单位电阻和电感值,从而得到R-L线路模型。在此模型的基础上推导故障定位公式,代入故障线路两端的实测电压和电流数据即可较为准确地计算出故障位置。通过PSCAD/EMTDC中的四端柔性直流系统验证了所提定位算法的有效性。仿真结果表明,所提定位算法具有很高的精度和可靠性,几乎不受过渡电阻和系统传输功率的影响,同时这也证明了简化R-L模型具有很高的精度。     

多端线路差动保护改进算法的研究

针对传统差动保护在T型以及多端线路保护中出现的问题,以两端输电线路纵向阻抗的计算方法为基础,提出了一种适用于多端线路差动保护的改进算法。所提算法以发生故障时线路各端电流故障分量的相量和作为动作量,以任意两端之间最大的电压故障分量差与该两端线路的串联正序阻抗比值作为制动量。同时,上述数据之间彼此独立且可以相互转化,确保了保护能够在系统正常运行的情况下准确区分出区内、区外故障。通过对三相输电线路合理的解耦算法,达到了消减相间电磁耦合的目的,使所提算法实现分相判别的功能。在EMTP软件中,建立了高压多端输电线路模型,仿真结果表明,所提算法具有良好的状态判别能力,整定简单、判别裕度大,可靠性高,同时能够有效抵御线路电容电流和电流互感器饱和所带来的影响,具有较好的工程推广前景。     

基于等传变原理的高压交流输电线路继电保护

暂态量保护的性能会受到电容式电压互感器(CVT)暂态特性的影响。输电线路等传变原理指出经过相同线性电路处理后的线路分布电压、电流之间的关系,仍然满足原线路分布参数模型。输电线路等传变瞬时值差动保护首先将电流采样值经虚拟数字CVT处理,然后对电压和电流采样值进行相同的低通滤波处理,进一步对线路分布电容电流进行补偿;等传变快速距离保护主要包括故障点电压的重新构造、虚拟数字传变以及求解R-L模型微分方程3个步骤;线路出口故障方向快速判别原理利用系统等值阻抗上"第一种电压降落"和"第二种电压降落"在正方向和反方向故障时变化趋势的差异确定故障方向。仿真分析表明上述保护有效克服了CVT暂态特性的影响,能够快速可靠地切除故障。     

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。     

基于误差权重估计的串补线路阻抗快速计算方法

含串联补偿装置的线路故障特征较为复杂,且故障时串补设备工况多变,给采用傅里叶算法提取工频的传统距离保护阻抗计算带来困难.基于线路R-L串联模型,通过引入误差权重矩阵的方式,对由采样点数据构成的电压、电流矩阵方程进行改进,减小了最小二乘拟合计算时奇异点的影响.对计算结果引入结果权重矩阵,在保证阻抗计算结果实时更新的同时增强了稳定性.在不同故障类型下进行仿真计算,结果表明所提出算法比传统工频阻抗算法收敛速度更快,误差更小且波动较小.     

解决电压互感器二次侧故障对距离保护影响的新方法

分析了电压互感器（TV）二次侧两点接地故障对电压的影响,得出TV二次侧两点接地只影响零序电压,从而影响接地距离保护的正确动作。提出了一种基于参数识别的距离保护原理。该原理基于输电线路R-L模型,采用准确测量的零序电流在系统阻抗上的电压降代替受影响的零序电压,有效地解决了TV两点接地故障对接地距离保护的影响。ATP仿真和现场数据验证了该原理的正确性和可靠性。     

带串联电抗器输电线路距离保护整定改进方法

串联电抗器可以很好地限制电网的短路电流,但同时给输电线路继电保护带来了挑战。文中提出了一种带串联电抗器的输电线路距离保护整定改进方法,根据串联电抗器阻抗和线路阻抗重新整定零序电流补偿系数,根据串联电抗器阻抗和原距离保护阻抗定值重新计算距离保护定值。只需修改保护装置定值,无需改变距离保护算法代码,即可保证带串联电抗器的输电线路距离保护Ⅰ段的可靠性和距离保护Ⅱ段、Ⅲ段的灵敏性。仿真结果验证了文中方法在保护可靠性和灵敏性方面的效果。