基于串补电容对输电线路距离保护的影响研究

串联补偿设备在电力系统中的广泛应用,给线路保护特别是距离保护的可靠动作带来了影响。首先简要介绍了距离保护和串补技术的基本原理,然后通过对串补电容安装在输电线路正方向、反方向对距离保护影响的分析,叙述了现有的两种解决方案,并对方案给出了综合的评价。最后,指出了目前针对距离保护I段的超越问题依然没有得到很好的解决,仍将成为今后研究的一个热点。     

串补线路距离保护全数字仿真

分析了距离保护的特性以及固定串补和可控串补对距离保护的影响,提出了一套应用RTDS对串补线路距离保护进行全数字仿真的方案。     

利用单端边界能量的直流输电线路全线速动保护

现有单端边界能量保护,难以区分整流侧区外故障和直流线路末端故障,单端复合式保护解决了此问题,但方法相对复杂。此外,利用边界对故障高频分量衰减作用的单端边界能量保护对装置采样频率要求较高。为解决以上问题,该文根据直流滤波器的分流特性、平波电抗器的分压特性,提出一种新型直流线路单端边界能量全线速动保护方案。整流侧区外故障时,整流侧保护安装处边界能量值小于整流侧平波电抗器阀侧的值;逆变侧区外故障时,整流侧保护安装处边界能量值小于区内故障时的值;区内故障时,整流侧保护安装处边界能量值大于整流侧平波电抗器阀侧的值,且大于逆变侧区外故障时保护安装处检测到的值。根据此特征构造区内外故障识别判据,考虑到利用双端故障信号选极速动性不足,进一步提出一种单端快速选极判据。该方案原理简单,对采样率要求低,易于工程实现。大量仿真结果表明,该方案速动性好,可靠性高,且具备较好的抗过渡电阻能力。     

基于补偿点阻抗的阻抗角特性的串补线路距离保护方法

将保护安装处到串补电容间线路阻抗与测量阻抗之差定义为补偿点阻抗,深入分析了串补电容前后金属性故障时补偿点阻抗的阻抗角特性.在电容前金属性故障时,补偿点阻抗的阻抗角介于70°～90°之间;在电容后金属性故障时,补偿点阻抗的阻抗角介于90°～270°之间.据此提出了串补线路故障点位置识别方法,结合传统距离保护形成了适用于串补线路的距离保护新方法.与传统的电平检测方案相比,该方法明显提高了串补线路距离保护的保护范围.EMTP仿真验证了该方法的正确性和有效性.     

考虑串补电容的超高压输电线路暂态保护判据研究

超高压输电线路发生故障时，线路上的串补电容及其保护回路都将在故障时产生附加的暂态分量，利用同一时间段内不同频率分量的衰减程度不同区分区内、区外故障或利用高频暂态量电流信号奇异点(突变点)的奇异性区分区内、区外故障的单端暂态量保护判据，并不适用于带有串联补偿电容的输电线路。给出了一种适用于带有串补电容的输电线路暂态保护新判据．并通过理论分析及算例仿真，证明了其可行性。     

串补输电线路的精确故障定位算法

在具有串联电容器的输电系统中，由于具有非线性伏安特性的MOV（用于串补的过电压保护）的存在，使得常规的故障定位方法不能适用。文章提出了一种适用于串补输电线的故障定位方法不能适用。文章提出了一种适用于串补输电线路的故障定位算法，计及了故障时串补及其保护装置的状态。算法利用两端不必同步的电压电流数据，分为两个子算法，分别假定故障位于串联电容器之前和串联电容器之后，最后通过比较不同序中的解，求出故障点的位置。仿真计算表明该算法对于不同的接地电阻和不同的故障类型有很高的精度。     

超高压串补输电线路的频率特性仿真与分析

主要对超高压串补输电线路的串补系统及串补线路区内外故障时行波信号在频域上的透射系数和反射系数及其幅频特性进行了详细的仿真分析.结果表明,串补系统对低频信号分量衰减较为严重,且串补度越大,衰减越严重.串补线路区内和区外故障时行波高频信号会出现明显差异,且差异的大小与线路边界的频率特性有关.     

可控串补保护控制系统的设计

TCSC是FACTS家族中一名重要成员,其使用使串联补偿具有更大的灵活性与实用性.在TCSC基本原理及运行模式的基础上对该套装置的保护和控制系统进行了配置和设计.详细分析了可控串补中电容器、金属氧化物可变电阻(MOV)、晶闸管阀、火花放电间隙、平台、旁路断路器、冷却系统等设备的保护原理,阐述了各保护的功能及其作用.另外...     

基于小波分析的超高压输电线路无通信全线速动保护方案

提出了一种基于小波分析的输电线路无通信全线速动暂态保护的新方案。该方案利用小波变换构造两个不同中心频率的带通滤波器,提取故障生成的高频暂态信号。通过比较这两个频带内暂态信号的谱能量来实现区内外故障的准确识别。该方案无须通信通道,对故障类型、故障位置、过渡电阻及故障起始角不敏感,不受CT饱和、系统振荡、系统结构和运行方式的影响。ATP仿真初步证明了该方案的有效性。     

含串补电容的超高压输电线路暂态保护判据

串补电容能提高超高压系统输电能力,但会引起超高压输电线路传统继电保护的不正确动作。运用波过程和频域响应理论,分析了含串补电容超高压线路上暂态电流在不同故障点的频域特征。小波变换提取其高频与次高频分量,通过比较高频与次高频之间的能量积分比与能量比的差异,将高频与次高频的能量积分比作为超高压输电线路暂态保护判据。测试结果表明,该判据在不同故障情形和系统运行方式下均能可靠动作,提高了保护的可靠性和灵敏度。     

基于希尔伯特-黄变换的输电线路距离保护方案

微分方程算法采用集中参数的电阻和电感串联模型,可以实现快速动作.线路故障后的暂态期间,由于受到电压、电流互感器传变特性和线路分布电容等因素影响,微分方程算法计算出的阻抗会在实际值上下频繁波动,影响保护的可靠动作.针对这一问题,提出采用希尔伯特-黄变换(HHT)处理微分方程算法计算结果的方法.通过经验模态分解将代表高次谐波的固有模态函数分离出来,得到具有单调变化趋势的“残差”,再由此计算出故障线路阻抗.仿真结果表明,该方案能在线路故障后快速估算出具有较高精度的阻抗值.     

基于参数识别原理的串补线路距离保护

以串联补偿（简称串补）线路的暂态物理模型为基础,基于参数识别原理提出一种适用于串补线路的距离保护方法。该保护利用系统故障时的暂态信息识别串补线路的电感参数来反映故障点到保护安装处距离,克服了串补电容带来的超越问题,并将故障点相对于串补的位置转化为待识别的未知量,实现串补前故障与串补后故障算法上的统一,无需事先识别故障点...     

串联补偿输电线路稳态量电流差动保护改进算法

稳态量电流差动保护是目前串联补偿(简称串补)输电线路的主要保护。文中归纳了国内外输电线路保护装置电流差动保护判据,从理论上分析了它们在串补输电线路上应用的灵敏性,以及系统阻抗和线路的串补度对保护灵敏性的影响。分析表明,稳态量电流差动保护会由于灵敏度不足而拒动。提出的稳态量电流差动保护改进算法能有效解决这个问题。PSCAD/EMTDC软件对四川电网500kV串补线路的仿真计算验证了这一结论。     

基于Hilbert变换的串联电容补偿线路距离保护

利用Hilbert变换得到了实信号幅值函数的特点,分析了串联电容前后故障时故障电流幅值函数的不同:串联电容前故障时,幅值函数不能表征故障电流的包络线;串联电容后故障时,幅值函数可以表征故障电流的包络线。据此提出了基于Hilbert变换的串联补偿线路故障点位置的识别判据,结合传统的距离保护形成了适用于串联补偿线路的距离保护新方案,能有效解决超越问题。PSCAD仿真验证了该方案的有效性。     

串联补偿线路电流反向对差动保护的影响及对策

随着电力系统的发展,串联补偿线路上原来并不存在的电流反向问题逐步显现。文中详细分析了串联补偿线路发生电流反向的机理,针对应用最广泛的电流差动保护分析电流反向对其的影响。分析结果表明,作为保护高阻接地的零序差动保护在电流反向时可能发生灵敏度降低甚至拒动的情况。提出了一种新的零序差动保护改进算法,不仅可以有效解决灵敏度降低的问题,同时具有普适性,可用于各种类型串联补偿线路。仿真实验和实际工程应用验证了该方法的有效性和可靠性。     

串联补偿设备对超高压输电线路距离保护的影响

分析了某500 kV输电线路发生区内单相接地瞬时故障后,距离I段保护没有动作的原因,探讨了串联补偿设备对超高压输电线路保护的影响,分析了RCS系列距离保护装置对串补设备的处理方法,提出了相应的处理措施。     

输电线路单端暂态量保护

在阐明单端暂态量保护内涵和优越性的基础上,系统介绍了距离保护和边界保护这两类输电线路单端暂态量保护的研究现状,重点分析了最新的数字信号处理技术（如小波变换、数学形态学等）在单端暂态量保护中的应用特点,最后展望了单端暂态量保护的研究前景和难点。     

基于故障点位置识别的串补线路距离保护方案

分析并指出了电平检测方案存在的灵敏度不足的问题.简单介绍了利用保护测量电流、电压计算保护安装处至串补电容之间沿线各点电压的方法,并分别分析了在串补电容前和串补电容后故障以此方法所计算得到的沿线各点电压幅值的特点.在电容前金属性故障时,保护安装处至电容之间将出现电压极小值点,且电压幅值理论上为0;在电容后故障时,计算电压即使出现极值点其幅值也较高.据此提出了串补线路故障点位置识别的方法,结合传统距离保护形成了适用于串补线路的距离保护新方案.该方案能在可靠防止超越的基础上很大程度地提高距离保护的灵敏度.EMTP仿真验证了该方案的有效性和可靠性.     

用于串联补偿线路的纵联距离保护改进方案

纵联距离保护在串联补偿线路的某些特殊运行情况下可能出现区外故障误动的情况。文中利用一次实际的区外故障调查,分析了电压互感器在不同安装地点对保护的影响,得出在电源容量较小的系统中,双端串联补偿线路不宜使用常规的正反方向四边形距离继电器作为弱馈判别元件,进而给出纵联距离保护的改进措施。最后,讨论了在系统规划设计中对串联补偿电容保护级电流的选择以及串联补偿线路的保护配置。