双极高压直流输电线路行波差动保护原理及方案

针对现时保护方案的不足,提出了双极高压直流输电系统直流线路行波差动保护原理和方案。该方案利用直流线路两端反行波的1模分量构造行波差动保护判据,其中行波差动量和制动量分别利用线路整流侧反行波和逆变侧传播来的反行波间的差量及二者之和构成,并利用整流侧电流的零模分量来判断双极运行时的故障线路。仿真结果表明,所提出的保护判据具有更高的灵敏度、可靠性和安全性,最大抗过渡电阻能力提高到500？,并且在各种故障情况下都能够正确动作。     

超（特）高压输电线路高速行波差动保护

提出了一种行波电流差动保护的新算法,首先利用形态学交替混合滤波器去除行波信号中的噪声,并提取方向电流行波波头对应的时间,然后计算从方向电流行波起始时间开始数十微秒内方向电流行波波形的积分值,将输电线路两端的同向电流行波积分值的差值作为行波电流差动保护的动作依据。当被保护线路外部短路故障时上述差值很小,而被保护线路内部短路故障时该差值很大,从而明显地区分出内部和外部故障。该算法由于只利用了行波起始部分数十微秒内的信号,其动作时间主要决定于线路两端的通信时间,因此一般动作时间只有几毫秒。分析和仿真表明该算法动作速度快、可靠性高,可以作为超(特)高压输电线路的主保护。     

电力线路行波差动保护与电流差动保护的比较研究

线路电流差动保护的基础是线路的RL集中参数模型和电荷连续性。行波差动保护的基础是线路的分布参数模型和行波传输不变性。针对两类差动保护在电力线路上的应用进行了详细的理论和仿真对比研究。指出二者的根本区别在于行波差动保护考虑了线路的分布参数特性和空间传播特性,而电流差动保护把线路看成节点,完全忽略了分布参数特性和空间传播特性,差动电流是行波差动电流的退化形式。对于特高压长距离输电线路,行波差动保护相比于电流差动保护有明显的性能优势。对于高压和超高压输电线路,行波差动保护和电流差动保护性能无显著差别,电流差动保护可以胜任该类线路。     

特高压半波长交流输电线路的行波保护

中国的能源基地和负荷中心呈现逆向分布,负荷需求不断增加,能源输送问题成为关系国计民生的关键问题。特高压输电是解决中国能源输送问题的一种有效方案,因此研究特高压半波长交流输电具有重大意义。行波保护对于长线路、远距离输电具有其得天独厚的优势,根据半波长交流输电线路上的行波传播特征,提出适用于半波长交流输电线路的行波保护判据。针对半波长交流输电线路全线的保护,基于小波变换理论,选择3阶B样条函数构成小波函数的二进小波并作为主要小波方法,同时利用Mallat塔式分解算法构成保护的算法主体。在分析半波长交流输电线路模量频带空间特性以及小波函数系数序列幅频特性的基础上,确定保护的采样频率、小波变换尺度以及目标频带,并提出适用于半波长交流输电线路的纵联行波保护策略。利用PSCAD/EMTDC和MATLAB进行仿真和编程,由此得到的仿真结果验证了所提保护方案能够在各种故障类型以及故障条件下保护半波长交流输电线路全长和实现较为准确的故障测距,且具有良好的抗过渡电阻的能力。     

高压直流线路行波差动保护的分析

从行波传递的原理分析了故障暂态过程中直流线路分布电容电流的形成机理,以及分布电容电流对直流差动保护的不利影响。经理论分析验证得,故障暂态过程中线路分布电容电流的大小与故障信号传递至线路两端保护的时间差成正比。在此基础上,提出了一种基于暂态过程分布电容电流补偿的直流差动保护方案,通过合理地补偿线路两端保护接收到故障信号的时差,可以有效地提高直流差动保护的可靠性及灵敏度。大量的仿真实验证实了该保护方案适用于一般高压直流输电线路保护。     

特高压带高压并联电抗器线路的行波差动保护研究

传统的电流差动保护无法应用于带高压并联电抗器的特高压交流输电线路,为此提出了一种新的行波差动保护方法。首先计算三相电压、三相电流暂态量,经过相模解耦变换,若得到行波电流模分量,则判断系统发生故障;然后以线路两端初始方向电流行波波头开始数十微秒内的积分作为特征值构成新的保护动作判据,以判别是区内故障还是区外故障。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很高的灵敏度。理论及MATLAB仿真计算表明:该方法动作可靠,速度快,对采样频率、通信系统及计算机技术没有过高的要求,能够在现有的技术条件下实现,具有较高的实用价值。     

基于贝瑞隆模型的半波长交流输电线路电流差动保护原理

半波长交流输电线路输送距离长、电压等级高,传统继电保护方案不能满足要求.文章考虑线路分布参数特性,采用均匀传输线特性方程,结合对称分量法,对半波长线路区内外故障特征进行了理论分析,仿真实验表明理论推导结果与实际情况基本相符.根据半波长线路的故障特性,文中提出一种基于贝瑞隆线路模型的适用于半波长交流输电线路的电流差动保护...     

T接线路行波差动保护

由于传统的行波差动保护无法应用于T接输电线路,文中研究了一种新的行波差流表达式,理论推导了其在区内故障时的差流特征。为有效躲过线路空充等各种运行工况和区外故障引起的暂态不平衡行波差流,引入电流行波制动量,提出一种具有轻微比例制动特性的行波差动保护实用方案,在区内高阻故障时能够保持很高的灵敏度。理论分析及EMTP仿真计算表明,该方案灵敏度高,动作速度快,对装置采样和通信速率没有过高的要求,能够在现有技术条件下实现,具有较高的实用价值。     

特高压带并联电抗器线路的行波差动保护

传统的行波差动保护无法应用于带并联电抗器特/超高压输电线路，为此给出了一种新的行波差流表达式，并据此提出一种具有轻微比例制动特性的行波差动保护实用方案。该方案能够有效地躲过各种运行工况和区外故障引起的暂态不平衡差流，同时在区内高阻故障时能够保持很高的灵敏度。理论及EMTP仿真计算表明：该方法灵敏度高，动作速度快，对装置采样和通讯速率没有过高的要求，能够在现有技术条件下实现，具有较高的实用价值。     

适用于半波长线路的贝瑞隆差动改进算法

介绍了一种适用于半波长线路的贝瑞隆差动改进算法。该算法使用线路1/6,1/2和5/6这3个点作为贝瑞隆差动保护的参考点,分别计算3个参考点的贝瑞隆差流幅值,然后累加3个差流幅值除以2,可以近似得到故障点的实际短路电流。该算法解决了传统贝瑞隆差动保护应用于半波长线路时计算值受参考点影响的问题。EMTP仿真表明,该方法可以很好地计算出故障点的故障电流,适用于半波长输电线路。     

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。     

输电网行波网络保护方法

在研究行波在电网中传播特性的基础上,提出了一种新型输电网行波网络保护方法,该方法在线路故障后利用电网中所有行波保护继电器记录的初始行波到达时间来剔除无效行波时间数据,并修正部分无效初始行波到达时间,进而利用有效初始行波到达时间来判断故障线路。这一保护方法综合利用了电网中所有线路的初始行波到达时间信息,不但解决了行波保护易受线路结构等因素影响的问题,而且在某一行波保护继电器故障、启动失灵或时间记录错误后仍能可靠动作。分析和仿真结果表明,该保护方法原理可行、实现简单、可靠性高,有助于进一步提高行波保护的实用性。     

高压直流输电线路行波保护的发展与展望

相对比于交流输电系统,高压直流输电系统以其独特的优越性在我国及全世界范围内都得到了较快的发展和应用。但随着该系统的大量投入运行与快速发展,许多亟待解决的问题也在实际工程应用中凸显。高压直流输电系统的输电线路较长,增加了线路出现故障的几率,从而降低了电网运行的安全性和可靠性。因此提高直流输电线路运行的安全性与可靠性对于整个电网的安全稳定运行有着十分重要的意义。本文通过将现有行波保护方法的优缺点进行比较,结合实际工程应用中存在的问题,提出一种新的基于HHT的行波保护判据方法,为进一步研究HVDC线路行波保护提供了理论依据。     

高压电力传输线行波保护技术原理综述

对高压电力传输线上的故障行波概念与故障特征进行分析,介绍了目前比较成熟的6种行波保护原理,并对其发展中存在的问题和中国高压电网中行波保护的应用前景做了简述.最后对行波技术的研究方向做了展望.     

考虑信号展宽的西门子行波保护适应性分析

行波保护是高压直流输电线路保护体系中的重要部分。为分析现有工程中西门子行波保护可靠性不足的原因,基于实际工程所采用的行波保护逻辑,搭建了考虑信号展宽的西门子行波保护模型。在此基础上分析了在不同类型的区内外接地故障下西门子行波保护的适应性,并对适应性不足的原因进行了分析。分析结果表明,信号展宽一定程度上提高了西门子行波保护的可靠性,但保护判据中的电压变化量判据较大地影响了其对于区内高阻故障和区外低阻故障的选择性。     

云广特高压直流差动保护误动原因分析

分析了"9.12"云广特高压直流换相失败并导致极1直流差动保护误动事故,包括换相失败现象、换相失败详细过程、换相等值电路、高低压侧直流电流及其差流和极1直流差动保护误动原因。换相失败过程中极1高、低压直流电流互感器暂态特性不一致,使高、低压侧直流电流测量值差值增大并满足直流差动保护动作判据,最终导致直流差动保护误动。     

输电线路统一行波理论分析

从统一行波理论出发,针对线路末端含集中参数储能元件的输电线路模型,推导出从初始行波到稳态行波过渡过程的数学公式,得出反射系数是时变函数的结论,并给出了反射系数随时间变化的表达式和其在行波不同阶段的变化范围.传统认为行波反射系数绝对值总是小于1,经推导得出末端有储能元件时行波存在绝对值大于1的反射系数.针对故障分量,从物理和数学2方面剖析了初始行波阶段末端系统的功率极性,得出正方向故障时无论末端系统的结构如何,系统必然吸收能量的结论,并得出初始行波阶段反射系数绝对值小于1的结论,同时明确给出了初始行波阶段的物理概念及其持续时间.大量的仿真试验证明了理论分析的正确性.     

并联型混合多端直流线路单极-双极混合运行方式下的故障行波特性

单极-双极混合运行是并联型混合多端直流输电系统中非常重要的一种运行方式,可以最大程度减小换流站故障或检修带来的功率损失,研究该方式下的直流线路故障行波特性及其对行波保护的影响具有重要意义。该运行方式下直流线路间存在一个不对称折反射界面,针对该界面的结构特点进行了行波折反射特性的理论和仿真分析;在此基础上研究了单极接地故障时的故障行波传播特性,并结合工程实际分析了其对行波保护的影响。研究结果表明:模量之间的交叉折射是造成单极双极混合运行方式下故障行波传播特性不同的主要原因;就基于模量的行波保护判据而言,单极双极混合运行方式将造成行波保护动作量减小,需要在定值整定中予以考虑。