超高压输电线路单相自适应重合闸相位判据的研究

分析了未装设并联电抗器的超高压输电线路断开相故障点电压在瞬时性与永久性故障情况下的幅值特征及其与该点健全相电压之间的相位关系，指出瞬时性故障点电压与该点两健全相电压和同相位，而永久性故障时该点电压与该点两健全相电压和的相位差随过渡电阻及线路长度的减小而接近90度，据此提出了判断故障性质的相位判据，并针对金属性故障及线路出口处的低阻故障情况提出了补充判据，该判据可准确地判断故障性质且对于测距误差与线路参数估计误差具有良好的自适应性，大量仿真实验验证了所得结论。     

输电线路单相自动重合闸中电压判据的修正

分析了区分电线路瞬时性与永久性故障的电压判据,补偿电压判据及组合补偿判据成立 的条件,指出其存在的缺陷,提出了修正电压判据。该判据区分瞬时性和永久性故障正确率高,且有简单,易行的特点,不仅适用于短线,而且适用于重负荷长线和带并联电抗器的线路。已有的试验数据表明,该判据是有效的。     

特高压交流输电线路单相重合闸无故障识别电压电流组合判据

为实现特高压输电线路单相重合前无故障判别,分析了不同情况下带并联电抗器的特高压线路单相故障时断开相的电压和并联电抗器电流的幅值及频率特征,提出了利用Prony算法提取断开相电压和并联电抗器电流的主要低频分量频率及幅值信息作为组合判据。结果表明:故障未消失时,断开相电压和电抗器电流无自振低频分量,仅有工频周期分量;而故障消失后,断开相电压和并联电抗器电流存在工频和自振低频2种周期分量。电抗器补偿度对断开相电压及电抗器电流的幅值影响较大,但自振低频分量频率由线路固有参数决定,因此利用电压量和电流量作为综合判据避免了以单一电气量幅值判别可靠性低的不足。通过大量的ATP仿真验证了该判据能够实现重合前无故障的可靠识别,且判据基本不受系统运行状态及故障条件的影响,有利于提高带并联电抗器线路单相重合闸的重合成功率。     

基于PRONY法的超高压线路单相自适应重合闸故障识别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,瞬时性故障时断开相恢复电压中存在由于储能元件初始储能引起的自由分量,该自由分量幅值接近或高于其稳态基波分量的幅值,频率低于且接近于工频,分析了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点,提出了基于PRONY法对恢复电压信号进行快速辩识,通过得到的各分量的振幅、频率等信息能判别瞬时性故障与永久性故障,从而实现线路单相自适合重合闸。大量仿真结果表明该方法的有效性和准确性。     

基于PRONY法的超高压线路单相自适应重合闸故障识别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,瞬时性故障时断开相恢复电压中存在由于储能元件初始储能引起的自由分量,该自由分量幅值接近或高于其稳态基波分量的幅值,频率低于且接近于工频,分析了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点,提出了基于PRONY法对恢复电压信号进行快速辩识,通过得到的各分量的振幅、频率等信息能判别瞬时性故障与永久性故障,从而实现线路单相自适合重合闸.大量仿真结果表明该方法的有效性和准确性.     

带并联电抗器的超高压输电线路单相故障性质识别新判据

根据带并联电抗器的超高压输电线路发生瞬时性和永久性单相短路故障时,故障相恢复电压周期性不同特点,提出了通过将间隔半个工频周期的恢复电压瞬时值相加消除工频分量,并应用Prony曲线拟合算法获取瞬时性故障时恢复电压自由衰减分量的幅值的方法。应用获得的自由衰减分量幅值区分故障类型。理论分析和仿真实验表明该判据具有较高的可靠性和灵敏度。     

基于R-L模型的单相重合闸线路故障测距方法

基于R-L线路模型的单端阻抗测距原理简单、可靠,实际应用时为消除过渡电阻影响,需要事先已知对端系统阻抗,当对侧系统运行方式变化时,传统阻抗测距法的故障定位精度降低.针对输电线路上最常见的单相接地故障,提出利用故障后单相跳闸等待重合、线路非全相运行时的单端电气量,计算得到对侧系统零序阻抗,从而提高单相接地故障的定位精度.该方法从原理上消除了对侧系统实时参数未知对故障测距的影响,只使用本侧工频电气量,无需通信通道,原理可靠,适用于现有故障测距装置.理论分析和EMTP仿真试验表明该方法无需事先知道对侧系统运行方式,有较高的故障定位精度.     

基于SSI的超高压线路单相自适应重合闸故障判别方法

针对带并联电抗器的超高压输电线路发生单相瞬时性故障时存在的拍频现象,提出了基于随机子空间(SSI)的单相自适应重合闸故障性质判定域的自动识别方法。该方法以故障相端部恢复电压为特征量,经EMD预处理、稳定图定阶、SSI辨识,获得系统的特征根。根据两种故障性质的特征根在复平面的分布特点定义了故障性质的判定域,该判定域以系统正常运行时的特征根为参考点,以系统频率允许偏差为半径。经SSI辨识获得的特征根全部落在判定域内判定为永久性故障,否则判定为瞬时性故障。文中同时给出了故障判别的定量指标,以实现故障性质的自动识别。大量仿真实验表明,该方法能有效、准确的判别故障性质,不受过渡电阻、故障位置等因素的影响,且判别结果无交叉区域。     

带并联电抗器输电线路单相故障性质识别判据

针对带并联电抗器超特高压输电线路,分析了瞬时性故障时低频分量频率基本不受系统阻抗及故障点位置变化的影响,在低频分量频率离线准确计算的前提下,提出采用最小二乘拟合方法快速检测断开相并联电抗器电流低频分量和工频分量幅值实现的单相故障性质识别新判据。瞬时性故障时,低频分量幅值接近或超过工频分量幅值;永久性故障时,低频分量幅值接近0。判别算法仅利用断开相并抗电流,原理简单可靠,且易于实现。大量ATP仿真验证表明,该判据正确有效,能快速实现单相故障性质判别,有望提高单相重合闸动作的成功率。     

基于故障相电压功率谱的高压输电线路单相自适应重合闸

分析了带并联电抗器的高压输电线路发生单相接地故障时故障相恢复电压的特性,结果表明：单相瞬时性故障时的恢复电压由自由分量与工频分量叠加而成,其功率谱有2条谱线;而单相永久性故障时的恢复电压中只包含工频分量,其功率谱有1条谱线。文章据此提出一种基于输电线路故障相电压功率谱的单相接地故障识别方法,该方法利用故障相电压功率谱中谱线在基频附近的分布状态来区分瞬时性和永久性故障。该判据不需要高频参量,易于整定和实现。针对超高压输电线路单相接地故障的仿真结果验证了判据的准确性和可行性。     

基于经验模态分解及近似熵的输电线路单相自适应重合闸

根据经验模态分解和近似熵算法,提出了一种针对输电线路单相接地故障的故障类型诊断方法,该方法具有一定的抗干扰能力,可以快速判断故障类型,以提高重合闸成功率。线路故障仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

带并联电抗器的线路单相自适应重合闸故障判别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,研究了故障后线路断开相并联电抗器与中性点小电抗上的电压特性,发现在永久性故障时,无论是金属性接地还是经过渡电阻接地,断开相并联电抗器上电压与中性点小电抗上电压的比值总是大于瞬时性故障时两者的电压比值。基于上述结论,提出了超高压带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸故障的电压判别方法。理论分析和EMTP仿真表明,该判别方法简单、有效,能可靠实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。     

基于电压内积的带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸

针对带并联电抗器的超高压输电线路,提出一种基于电压内积的单相自适应重合闸实现方案。在线路发生单相接地故障且故障相两端断路器跳开后,求出健全相电压和与故障相端电压的内积为始化内积,健全相电压和与故障相端电压一阶导数电压的内积为补偿内积。对于永久性故障,经短暂态后,始化内积小于补偿内积,两内积曲线不会出现交点。对于瞬时性故障,在二次电弧初始阶段,始化内积小于补偿内积;随着电弧电阻增加,始化内积逐渐增加,补偿内积逐渐减小,两内积曲线出现交点;在恢复电压阶段,两内积呈低频振荡曲线且相位相差90°,并相互交错再次出现交点。基于上述现象,通过两内积曲线是否出现交点来区别永久性和瞬时性故障,并当出现第二个交点时可以确定瞬时性故障已进入恢复电压阶段。该方法不需要整定,在断路器单相跳开后启动判据,实现简便,不需要频域计算、不受低频振荡分量的影响。EMTP仿真和实际录波数据验证了其正确性和可行性。     

A Novel Single-Phase Adaptive Reclosure Scheme for Transmission Lines With Shunt Reactors

Single-phase adaptive reclosure (SPAR) schemes applied to transmission lines have been an effective method to improve the stability of power system. Attractive techniques have been proposed for SPAR schemes based on the tripped fault-phase voltage. But for transmission lines with shunt reactors, the voltage is so minor that the error of voltage transformer limits the applications of voltage-based SPAR schemes. To overcome this disadvantage, a new scheme using differential current between the calculated current based on transient fault model and the actual measured current from the fault phase of shunt reactor is proposed in this paper. The calculated current is obtained by using the transient fault model whether there is a transient or permanent fault. In the case of transient fault, the calculated current is close to the measured current due to the actual fault model being close to the calculated model. As for the permanent fault, the calculated current is quite different from the measured current. Therefore, the differential current of the fault phase can be employed to distinguish permanent fault from transient fault. At last, the Alternative Transients Program simulation results show that the developed algorithm can identify the permanent fault correctly and reliably, and is promised to be applied to SPAR for transmission lines with shunt reactors.      

带并联电抗器的交流特高压输电线路单相自适应重合闸故障识别方法

为使单相自适应重合闸避免重合于永久性故障,需对线路故障类型进行准确的识别。笔者针对带并联电抗器的交流特高压输电线路,计算瞬时性故障与永久性故障时中性点小电抗电压与故障线路端电压幅值比,分析发现,两种故障情况下其比值明显不同,因此利用中性点小电抗与故障线路端电压幅值比为判据,可准确判别瞬时性与永久性故障。大量ATP/EMTP仿真结果表明,该方法可以有效识别不同故障类型,且判别方法简单可靠性高。     

基于暂态能量的超高压串补线路故障选相

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。为此,分析了串补线路故障时暂态电流特征,在得出串补对高频暂态电流影响较小的结论后,利用改进递归小波对故障时各相的高频电流能量进行分析,通过比较能量来识别故障类型和判别故障相别。大量ATP(thea lternative trans ien ts program)仿真实验以及实际录波数据验证表明,该算法在不同故障条件下(不同故障位置和初始角等)都能正确选出故障相。