基于小波变换的行波差动保护

行波差动保护在原理上具有灵敏可靠及良好的选择性等优点,而且不受分布电容电流、母线结构、过渡电阻、电流互感器饱和等因素的影响.但传统的行波差动保护要求实时传送所有高速采样数据,目前的通信手段难以胜任;若降低采样频率,则保护的灵敏度和可靠性将会降低.文中在对行波的小波分析的基础上,提出了基于小波变换的行波差动保护原理和算法.新的保护仅利用行波故障信息中的关键信息--行波波头信息,显著减少了数据通信量,使之能够适应现有的通信手段,同时提高了保护的灵敏度和可靠性.分析和仿真表明该保护动作快速、灵敏、可靠,可作为超(特)高压输电线路主保护.     

特高压带并联电抗器线路的行波差动保护

由于并联电抗器两侧的电流发生变化,传统的行波差动保护无法应用于带并联电抗器的输电线路。针对这个问题,文中将基于小波变换的行波差动保护应用于带并联电抗器的线路,深入分析了带并联电抗器线路上的波过程和并联电抗器对基于小波变换的波头提取算法的影响,结果表明并联电抗器不影响行波波头大小,对波头的提取造成的误差极小,因而基于小波变换的行波差动保护能够适用于带并联电抗器的输电线路。EMTP仿真验证了该保护在带并联电抗器的输电线路上具有优艮性能。     

基于等效行波的柔性直流电网差动保护研究

直流线路保护是高压大容量柔性直流电网亟需解决的关键问题之一。针对目前的通信技术难以满足传统行波差动保护对高速采样数据的实时传输要求这一突出问题,文章提出了基于等效行波的柔性直流电网差动保护方法。作为单端量主保护的后备保护,该方法仅利用少量能表征原故障电流行波关键信息的模极大值进行数据交互,在线路两端重构出能完美复现原故障电流行波的等效故障电流行波,不但大大减少了构造行波差动保护判据所需的通信数据量,而且可实现柔性直流电网故障区域和区内直流线路不同类型故障的可靠、快速识别。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了四端环形柔性直流电网,对所提的基于等效行波的柔性直流电网差动保护方案进行了仿真验证。     

电流行波差动式母线保护的研究

为避免电流互感器暂态饱和的影响,研究了一种基于暂态电流行波的新型母线保护。在对母线上线路各相电流行波差动量的故障特征进行分析的基础上,为提高判别母线区内外故障的灵敏度,又引入各相电流行波的制动量,提出一种具有比率制动特性的电流行波差动式母线保护,及其基于小波变换的实用比率判据。理论分析和EMTP仿真表明该母线保护快速、灵敏、可靠,基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。     

基于行波差动原理的线路保护实用判据

纵联电流差动保护用于长距离输电线路时,会受到分布电容电流的影响。基于输电线路的分布参数模型,分析了分布电容电流与方向电流行波传输延时的等价性,研究了传统行波差动保护的实现方式,提出一种基于行波差动原理的实用保护方案。该方案利用同侧电流的实测值和计算值构成差动判据,在获取电流计算值时,无需进行插值计算,也不需要对侧电压信息,从而减小了计算量,降低了对采样率和通信速率的要求。ATP仿真表明,该方案能够有效地消除分布电容电流的影响。     

基于形态综合算法的行波差动保护方案

在对传统行波差动保护研究的基础上,提出了一种新的行波差动保护方案,仅利用线路两端初始方向行波波头信息构成保护动作判据。利用多分辨形态梯度变换提取波头模极大值,同时设计了一种新型形态滤波器对信号进行前置滤波,从而组成了形态综合算法。EMTP仿真验证了所提出算法的正确性与可靠性。     

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。     

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。     

基于希尔伯特-黄变换的超高压输电线路行波差动保护

针对行波差动保护方法受行波信号数学分析工具影响未能有效实现的问题,提出了一种利用线路两端行波瞬时频率差别来构造行波差动保护的方法。该方法利用希尔伯特-黄变换(HHT变换)提取初始电流行波波头瞬时频率,并分析了阻波器对输电线路故障初始行波波头的影响,当线路内外部分别故障时,由于行波波头信号经过的阻波器数目不同,导致线路两端电流行波波头的瞬时频率存在差别,以此来区分线路内外部故障,构造行波差动保护。仿真结果表明,该方法能可靠判断线路的内外部故障,是一种简单有效的行波差动保护方法。     

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。     

行波特性分析及行波差动保护技术挑战与展望

行波差动保护以行波电气量构成,具有两个特点:行波是电压和电流的组合电气量,天然地包含了分布电容电流;行波是运动电磁场,传输时延是运动的必然属性。因此行波差动保护与电压等级、分布电容电流和线路长度无关。行波差动保护可以按照暂态电气量构成,也可以按照稳态电气量构成,前者动作速度快,后者抗干扰能力强。行波差动保护可以应用于交流线路,也可以应用于直流线路。文中首先综述了国内外行波差动保护技术的研究现状,然后系统地总结了行波特性,接着指出了行波差动保护实际应用面临的挑战,最后重点分析了行波差动保护在特高压交流输电线路、直流输电线路和半波长交流输电线路上的应用,并展望了行波差动保护的发展前景。     

行波测距式非线性距离保护原理的研究

对行波测距非线性距离保护的判断量形成、原理、动作特性等进行了深入的分析,该保护方案动作灵敏度及可靠性高,集保护和故障测距于一体。半小波变换在保护中的利用使得检测故障信号的速度进一步加快,能够提高微机保护的快速性,确保电力系统的安全运行。     

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。     

线路无通信行波速动保护新方案研究

基于理论推导,利用小波多尺度分析,通过比较电压、头经小波变换后不同尺度波头时间的比值,实现区内、度。电流行波初始波头的极性以及电流行波初始波外故障判别。该方法具有很高的可靠性和灵敏     

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。     

基于多分辨形态梯度的行波距离保护方案

为解决现有的行波距离保护方案无法有效识别正方向区内、外故障,利用超高压输电线路母线杂散电容及线路末端阻波器对高频暂态信号强烈的屏蔽作用而导致行波通过母线前后波前时间的差异,提出一种基于行波波前时间比较法的行波距离保护新方法,并使用多分辨形态梯度提取波前时间构成保护方案。理论分析与仿真研究证明,这种保护能正确识别正方向区内、外故障,有较高的准确性和可靠性。     

基于小波变换的HVDC线路行波距离保护

对高压直流(HVDC)线路故障特性进行了具体分析,研究了行波在直流线路中传播的特殊性,详细介绍了行波测距式距离保护的原理及应用于直流线路的优势,并对直流线路行波保护提出了具体的要求。利用小波变换对行波保护的动作性能进行了深入分析,提出了具体保护判据。EMTDC仿真结果证明了分析结果的正确性和解决方法的可行性。     

输电线路功率型行波纵联保护新方法

为提高纵联保护的灵敏性与可靠性,提出一种行波功率型的纵联保护新算法。该算法利用彼得逊等值模型,分析线路区内、区外故障时的初始行波分布特征,给出了初始行波无功功率定义。基于S变换提取单频率的初始电压、电流行波,计算出初始行波无功功率,根据线路两端的初始行波无功功率幅值之比构成保护判据。当被保护线路区外故障时,线路近故障点端几乎测量不到初始行波无功功率,而远故障点端测量到的初始行波无功功率数值较大;被保护线路内部故障时,线路两端均存在较大的初始行波无功功率。根据线路两端测量的初始行波无功功率相对大小关系,能够明显地区分出线路内外部故障。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护性能可靠性高、动作速度快、动作门槛值整定简单、计算量小;在小故障初始角下仍能准确识别区内外故障,且不受故障类型、故障位置、过渡电阻和母线结构等因素影响。     

改进型数学形态学在超高压输电线路行波差动保护中的应用

输电线路发生故障后,采集到的信号往往带有各种噪声,有效滤除噪声对行波的干扰,提取有用的行波信号,是实现行波差动保护的关键.文中介绍了采用数学形态学滤除行波信号中的随机噪声和脉冲噪声,对故障行波电流信号进行相模变换,求取正反向行波,提取正反向行波波头信号的模极大值实现行波差动保护.在提取行波模极大值的算法中,提出了一种新的算法,使保护的速度更快,仿真研究表明该算法是可行的.     

基于行波相位特征的海上风电柔直电缆故障保护方法的研究

电缆线路对行波的色散和衰弱性质会导致常规的行波法在电缆线路上的应用受到限制。-本文提出一种适用于电缆线路的保护方案,该方案通过提取线路极线量进行相模变换,进而得到线模和地模行波分量构建整体保护方案。利用复小波Morlet获取故障模量中的相位信息,之后通过区内外故障的相位差异可以有效识别故障。基于PSCAD和Matlab仿真验证了该方法的有效性。与传统行波保护方案比较,该保护方案具有更强的耐受过阻能力。