特高压直流输电线路行波保护电流判据优化

特高压直流工程在实际运行中会发生因行波保护电流判据不正确满足导致直流线路行波保护发生误动的事故,但以往的行波保护优化措施并未提及对电流判据的改进。以实际某特高压直流工程的EMTDC仿真平台为背景,针对目前电流判据特征量?I处理方式的不足提出了其改进后的处理方式,并对电流判据处理方式缺陷导致行波保护发生误动的机理进行了研究。在此基础上,提出了行波保护电流判据的优化策略,实行对整流侧、逆变侧不同的处理模式,结合实际特高压直流工程的仿真算例验证了该优化策略的有效性。     

考虑电晕损耗的特高压直流输电线路雷击特性分析

某特高压直流线路冲击电晕是雷击导线时产生的一种现场,对特高压直流线路的雷击电晕问题还未见报道。以雷击故障为契机,开展了考虑电晕损耗的特高压直流线路雷击特性分析。基于导线伏库特性计算得到了冲击电晕作用下特高压直流线路的动态电容;同时基于电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了考虑冲击电晕损耗的线路模型,对考虑电晕损耗前后特高压直流线路雷电波传播特性进行了对比,且对特高压直流线路雷击电晕损耗的影响因素进行了分析。所得结论对开展特高压直流线路防雷工作具有重要参考意义。     

特高压直流线路自适应行波保护

针对目前直流输电线路行波保护耐受过渡电阻能力差的问题,在系统地分析±800 k V直流线路不同故障暂态特性的基础上,提出了一种利用电压比自适应调整保护定值的极线行波保护新原理及其定值整定原则。采用应用于±800 k V云广直流实际工程运维分析的PSCAD/EMTDC详细仿真模型对保护新原理进行验证,结果表明所提保护原理能有效地提高目前行波保护耐受过渡电阻能力和抗干扰能力,且可在现有行波保护软硬件平台上实现,工程实用性强。     

特高压直流输电线路雷击故障原因分析与防范

根据中国近年来特高压直流输电线路的运行统计,雷击故障一直处于各类故障的首位,雷害已成为影响特高压直流输电设备安全运行的重要因素。±800 kV特高压直流宾金线是中国清洁能源传输的重要通道,其安全稳定运行显得尤为重要。针对特高压直流宾金线发生的2起雷击故障,结合雷电定位系统、故障录波与测距、现场故障巡查和仿真计算,综合判断2起雷击故障均是雷电绕击造成。根据雷电定位系统实测数据,对特高压直流宾金线进行了雷害风险评估计算,并在雷害风险评估计算的基础上,提出了防范特高压直流输电线路绕击的具体措施。     

白鹤滩-江苏特高压混合直流输电线路行波保护适应性分析

为探究现有直流输电线路行波保护对白鹤滩-江苏特高压混合直流输电系统(简称：白江混合系统)的适应性,根据白江混合系统直流线路故障附加网络推导直流线路区内外故障时线路两端故障行波的边界传播特性。分析发现,直流线路正向区外故障后边界传播特性与传统直流系统存在差异。进一步分析行波保护判据的变化情况,表明行波保护判据主要受整流侧反射系数和逆变侧折射系数的影响。将白江混合系统与传统直流输电系统进行对比,发现当直流输电线路正向区外发生短路故障后,白江混合系统电压变化量、电压变化率、极波变化量和极波变化率比传统直流系统变化更大,导致行波保护误动风险增大。最后,基于PSCAD搭建白江混合系统仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

特高压直流架空输电线路雷击仿真研究

特高压直流架空输电线路的防雷对系统的安全运行极为重要.本文运用ATP-EMTP建立特高压输电线路、杆塔、绝缘子串的伏秒特性等计算模型,对特高压直流输电线路三种形式的雷击过电压仿真计算.得出绕击的耐雷水平比雷击塔顶、雷击档距中央避雷线要低.并与500 kV直流输电线路的绕击耐雷水平相比较,提出应关注绕击的小雷电流有入侵换流站的可能性以及对设备绝缘存在的威胁.     

基于行波固有频率的特高压直流输电线路纵联保护方法

故障后行波在故障点与线路终端间来回反射,形成的固有频率与故障距离有明确的数学关系。特高压直流(Ultra High Voltage Direct Current, UHVDC)输电线路的边界由平波电抗器和直流滤波器构成,与交流线路相比,线路故障后形成的行波固有频率更加清晰。基于此,提出了一种利用线路两端固有频率主成分特征的特高压直流输电线路纵联保护方案。根据电流变化率构造故障启动判据;用MUSIC方法对故障后的暂态电流数据进行频谱分析,利用区内外故障时线路两端固有频率特征差异构造保护判据;利用原始行波信号和解耦后行波信号提取的固有频率主成分构造选极判据,形成完整的基于行波固有频率的特高压直流输电线路纵联保护方案。在PSCAD/EMTDC中建立特高压直流输电系统模型,并在不同故障工况下对该保护方案的适应性进行仿真。大量仿真结果表明,该保护方法在不同故障工况下均能可靠、快速动作,具有较好的适应性和实用价值。     

基于电压反行波的特高压直流输电单端量线路保护

针对传统特高压直流输电线路电流差动保护快速性差、耐受过渡电阻能力有限等问题,提出一种基于电压反行波的单端电气量直流线路保护。综合考虑线路边界和直流输电线路对高频故障电压行波的衰减作用,结合发生区内、区外故障时故障行波传输特性发现：发生区内故障时,整流侧保护元件测得的高频电压反行波较大;发生区外故障时,保护元件在研究时段内测得的高频电压反行波较小,甚至近似为0。据此,可判别区内、区外故障。采用改进电压梯度法实现保护的快速、可靠启动。大量仿真结果表明,该保护方案能快速识别区内、区外故障,无需通信,能可靠保护线路全长,且耐过渡电阻能力强,不受分布电容影响。     

交流特高压输电线路行波差动保护研究

为了有效解决传统行波电流差动保护无法满足带高压并联电抗器特高压输电线路应用要求的问题,提出了一种新的行波差动保护方法。通过计算三相电压、三相电流暂态量,经过相模解耦变换,得到行波电流模分量;然后以线路两端初始方向电流行波波头在前数十微秒内的积分作为特征值构成新的保护动作判据。该判据能够有效地躲过系统正常运行和区外故障引起的暂态不平衡差流,同时对区内各种故障都有较高的灵敏度。理论及仿真计算表明,该方法动作可靠,速度快,能够在现有的技术条件下实现,具有较高的实用价值。     

高压直流输电线路行波特性与保护定值整定

以基于行波幅值的高压直流输电线路行波保护方案为对象,研究了影响行波特性的几种因素。研究表明:故障位置远、接地过渡电阻大、降压运行以及换流器退出运行等因素均会造成行波幅值降低、变化率减小。结合向家坝—上海±800kV特高压直流输电示范工程(简称向上工程)的行波保护逻辑,分析了行波波形出现瞬时扰动、剧烈振荡时保护逻辑的抗干扰性能,并研究了保护逻辑间的配合、判据判定方式、保护配置方案等因素对定值整定的影响。在此基础上提出了行波保护整定流程。最后,建立了向上工程的PSCAD/EMTDC仿真模型,验证了该整定流程的可行性。     

输电线路雷击故障行波暂态特性分析与辨识方法

针对输电线路故障类型辨识难题,本文提出输电线路雷击故障行波暂态特性分析和辨识方法,深度剖析雷击故障行波暂态特性.仿真分析和工程现场应用表明,该方法能有效地辨别雷击故障和非雷击故障,以及反击雷和绕击雷等故障类型。     

特高压直流输电线路暂态能量保护

在分析±800 kV特高压直流输电线路区内外故障、雷击等暂态过程的基础上,提出了一种特高压直流输电线路暂态能量保护新原理。该原理根据各种暂态过程中线路两侧低频能量差值的故障特征,实现了区内故障及其故障极的快速准确识别。基于PSCAD/EMTDC的大量仿真验证,结果表明该保护原理简单、可靠、实用性强,具有绝对的选择性,不受雷击干扰、两极线路电磁耦合和换相失败的影响,高阻接地故障仍具有足够的灵敏性,能满足特高压直流线路对保护性能的要求,可在当前高压直流控制保护系统硬件条件下实现。     

±500kV同塔双回直流线路雷击暂态特性及行波保护响应

直流线路的雷击暂态过程是影响其行波保护动作性能的重要因素之一,对此研究了同塔双回直流线路雷击暂态特征及其对行波保护的影响特点。首先,对不同雷击情况下的同塔双回直流线路雷击暂态特性进行了仿真分析,发现相较于下层极线雷击,双回上层极线雷击对线路电气量的影响较大。其次,根据SIEMENS行波保护的雷击响应特性,分析认为非故障性绕击时,对于雷击极线上层极线绕击误动风险大于下层极线绕击;由于双回极线间的耦合影响,雷电流时间越长、闪络时间越晚时,非雷击极线的误动风险越高。最后,根据电压和电流变化量的响应特性,提出了一种减少双回直流极线雷击误动的改进方案,并通过算例验证了该方案的有效性。     

基于反行波与信号处理的特高压直流输电线路纵联保护方法

现阶段直流输电线路纵联保护单纯地采用叠加原理,未考虑直流输电系统的强非线性,保护在实际工程中存在适应性问题。针对此问题,提出一种纵联保护新方法。从保护方法的适应性角度出发,提出基于描述函数法的信号线性化处理技术。通过分析直流输电线路区内、外故障发生后一段时窗内反行波的传输特性,发现发生区内故障时,线路两端反行波波形间相似度较高;发生区外故障时,线路两端反行波波形间相似度较低;进而提出一种基于反行波的纵联保护方法,该方法利用Hausdorff距离算法度量线路两端反行波的相似度,构造直流输电线路故障识别判据。仿真结果表明,该保护方法能可靠区分直流线路区内、外故障,且在发生高阻接地故障时具有较高灵敏性。     

基于形态学的特高压直流输电线路雷击干扰识别

研究和识别输电线路雷击干扰的暂态特征对研制基于暂态量的保护及提高其可靠性具有十分重要的意义。数学形态学多尺度形态分解可以将复杂信号分解为具有物理意义的各部分,并且能凸显波形的局部特征。基于此,运用数学形态学对±800 kV特高压直流输电线路的雷击未故障、雷击故障和其他原因接地故障的暂态电流进行多尺度分解,提取高、低频段上的谱能量,并用这2个谱能量的比值构成主判据,实现雷击干扰与故障状态的识别。根据电流首波头的第2尺度和第6尺度分解波形的电流幅值最大值的比,进一步判别是雷击故障还是其他原因接地故障。通过大量的仿真验证了该方法是正确和有效的。     

针对直流线路行波保护的雷击识别方法研究

行波保护在雷击干扰下会启动进而可能误动作。在行波保护启动后快速区分雷击干扰和故障可以有效降低行波保护的误动概率。雷击时能量同时在避雷线、杆塔和传输线传播,由于不同元件与传输线之间耦合系数存在差异,不同雷击情况下地模网络和线模网络上感应电流的幅值存在相对差别。故障性雷击不仅有雷击干扰的特征,且伴随感应电流流通网络拓扑结构的突然改变,零模和线模电流突然变化。因此,该文在分析地模、线模电流附加分量变化特征的基础上,构造幅值、幅值比和变化率判据,不仅能准确判别雷击干扰与雷击故障,还能准确判断具体类型,且具有一定的线路故障识别能力。大量仿真计算表明,提出的雷击识别方案准确、有效。     

天广直流输电系统线路行波保护介绍

行波保护是天广直流输电系统的线路主保护,首先介绍了行波保护的算法以及根据运行实际情况对其所做的改进,然后根据故障暂态录波和数据分析了行波保护的动作过程,计算结果表明,天广直流保护系统采用的行波保护能够快速准确地检测直流线路故障.最后还讨论了行波保护在运行中曾出现的问题.     

天广直流输电系统线路行波保护介绍

行波保护是天广直流输电系统的线路主保护,首先介绍了行波保护的算法以及根据运行实际情况对其所做的改进,然后根据故障暂态录波和数据分析了行波保护的动作过程,计算结果表明,天广直流保护系统采用的行波保护能够快速准确地检测直流线路故障。最后还讨论了行波保护在运行中曾出现的问题。