基于单端电气量的不对称参数同塔四回线选相方法

不对称参数的同塔四回线具有不同的自感参数,无法使用传统的12序分量法进行解耦,因此采用相线解耦法对其进行解耦,并将相电流分解为12个独立的序电流分量,解决了同塔四回线中的互感耦合问题。线路发生故障时,利用故障边界条件得到序分量之间的关系。在不同回线上发生故障时,穿越序分量与环流序分量的序电流相位分别呈现出同相或反相的特征;同一回线发生不同类型故障时,序分量电流之间满足固定的幅值关系;同一类型的不同相序故障时,序分量相位差满足特定关系。考虑故障点分布系数对保护测量装置的影响,提出适于不对称参数同塔四回线发生单回线故障时的故障识别方法,并构造了相应的选相判据,给出了选相流程和方法。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,此选相方法具有良好的选择性,不受故障类型,故障点的位置以及过渡电阻的影响。     

基于环流分量的同杆四回线选相方法

同杆四回线的12序分量法将四回线上的相电压、电流分解为E,F,G,H四种分量,解决了四回线的互感问题。其中F,G,H分量只在四回线路内部的两回线间流过,称为环流分量。在四回线发生单回线故障时,存在非故障相的环流分量电流为零,故障相的环流分量电流不为零的特征,而当故障发生在不同回线路上时,12序分量之间存在不同的固定相位关系。基于上述两点,提出了一种四回线发生单回线故障时故障相的识别方法,并构造了相应的选相元件。采用实际数据用EMTP建模,并进行大量的仿真实验,结果验证了此选相方法的正确性。     

不对称参数同杆双回线选相方法研究

线路参数不对称的同杆双回线无法使用传统的六序分量法进行解耦。针对这个问题,提出一种新的解耦方法。首先,三相分解成正序、负序、零序分量;然后,耦合的零序分量进行解耦,分解为同向和反向分量。该方法解决了不对称参数同杆双回线的零序互感问题。当线路发生故障时,可以根据故障边界条件得到序分量之间的幅值和相位关系。不同线路发生故障时,两回线正序分量的电流幅值不同。同一回线发生不同类型的故障时,六序电流分量的幅值有对应的关系。同一类型的不同相发生故障时,六序分量的相位不同。根据上述关系提出了相应的选相判据,并给出了选相流程和方法。PSCAD仿真结果表明,该方法具有良好的选择性,且不受故障类型,故障位置以及过渡电阻的影响。     

基于负序电流的同杆多回线故障测距方法

多回线路之间存在的线间零序互阻抗使得多回线发生单回线不对称故障的测距变得困难。为此,充分分析了多回线上发生单回线不对称故障时负序网络的特点,并通过网络拓扑的等效变换,计算出各回线上负序电流的表达式,进一步得到回线间的负序电流比值。研究发现,回线间的负序电流比值是只和故障位置相关的一次函数,利用此关系以及实测的各回线负序电流值,建立一次方程,便可准确计算出单回线不对称故障的故障位置。该算法不受过渡电阻的影响,各类故障测距公式统一,简便易行,可以应用于多回线上单回线非对称故障时的测距,仿真验证表明其效果良好。     

基于环流分量的同塔四回输电线路单回线故障选线新方法

通过分析同塔四回线12序分量特性,提出基于环流分量的故障选线新方法。该方法首先根据不同回线故障时各环流量之间的幅值与相位关系,构造环流差量。通过研究环流分量及环流差量间相位关系在不同回线故障条件下相差180°的变化特征,可实现准确选线的目的。以较普遍的参数不对称同塔四回线输电线路为模型,结合不同回线故障时的边界条件,对各回线故障时序分量间相位关系进行分析。利用不同回线故障时序分量间相位关系不同的特点,提出一种不受负荷电流影响的同塔四回线选线方法。PSCAD/EMTDC仿真验证了上述所提新选线方法的准确性与有效性。     

基于负序电流的同杆多回线路故障选线研究

基于各类不对称故障时负序网络统一的拓扑结构,研究了负序电流的幅值与相角变化规律。研究结果表明,当多回线路发生单回线不对称故障时,故障线路与非故障线路的负序电流比相角趋于0°或180°,以此作为该类故障的识别依据,并在此基础上借助故障线路和非故障线路的幅值大小关系,进一步选出故障线路。由于回避了多回线中复杂的解耦计算,方便易行。大量的仿真实验验证了该方法的正确性和有效性。     

基于疏松耦合变压器零序解耦模型的同杆双回线路故障计算

不并列运行的同杆双回输电线路在发生单回线不对称接地故障时,线路之间存在零序互感,在线路故障计算时必须予以考虑。文中提出疏松耦合变压器零序解耦模型,基于该模型对不并列运行同杆双回输电线路的零序网络进行解耦,得到线路等效回路,进而求得线路零序等值阻抗。在不并列运行的同杆双回输电线路故障分析中,利用传统的对称分量法,结合已求得的线路各序阻抗,计算故障处各序网络电流,进而得到故障情况下回路的各相电流,从而完成该型输电线路单回线故障的计算。PSCAD/EMTDC仿真结果证明了所提零序解耦模型的正确性。     

基于波形相关性的混压同塔四回线故障选相新方案

为了解决混压同塔四回线故障情况复杂、发生跨电压故障时无法应用单回线故障选相方法的难题,提出一种基于波形相关性的选相新方案。针对故障相电流相角和幅值的变化情况,提出了波形自相关系数和改进自相关系数判据识别故障相。为防止在强磁耦合场景下错误选相的发生,总结各类故障时电流序分量的特征,进一步提出了电流序分量辅助选相判据,对可能出现的错误选相情况进行再判定。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔线路的各类故障进行大量仿真,仿真结果验证了所提故障选相方案的可行性。     

同杆并架输电线路跨线故障识别元件

通过对线路发生单纯性故障与跨线故障情况下的正、负序故障分量阻抗关系和正、负序故障分量电流幅值关系的分析,提出了一种判别电力系统发生跨线故障的判别元件。单纯性故障时,正负序阻抗角相等、正负序阻抗幅值相等、正序故障分量电流幅值不小于负序电流幅值;而当发生跨线故障时,以上关系不再成立,由此便可以得到系统发生跨线故障的判据。该判别元件原理简单,动作灵敏度高,EMTP仿真和现场录波数据验证了该判别原理的准确性。     

双端非同步数据精确线搜索比相的故障定位

针对输电线路故障定位问题,提出一种双端非同步数据精确线搜索比相的故障定位新方法。首先,研究故障相电压电流沿线路分布情况,推导出故障电流分布系数的计算方法,分析故障相电压幅值相位单调性变化规律。然后,采用对称分量法处理故障前后线路两端的数据,计算出非同步相角差和故障电流分布系数。最后,利用线路电压序分量和电流序分量相位关系,采用全局精确线搜索法进行定位。EMTDC/PSCAD仿真数据的计算结果表明,该方法具有较高的定位精度,且不受故障类型、过渡电阻等因素的影响。     

同杆双回线反序电流特点及其在T形线路测距中的应用

对同杆双回线的反序电流特性进行了研究,推导出双回线中存在其他支路时反序电流的计算公式及特点。该计算公式可以应用到带有同杆双回线的T形线路的故障支路判断和故障测距,利用反序正序电流计算反序正序电压,并且利用反序正序电压在故障点相等的等量关系进行故障测距。大量的EMTP仿真结果表明,所给出的支路电流与同杆双回线反序正序电流之间的关系是正确的,并且在带有同杆双回线的T形线路故障测距中显示出较大的优势。该测距方法的精度不受故障支路、故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响。     

A new decoupling method for asymmetry‐parameter quadruple‐circuit lines on same tower

Quadruple‐circuit lines with different self‐impedances have been applied in power system with the development of power industry. However, the different self‐impedances in quadruple‐circuit lines will cause problems in fault analysis and related relay protection in the lines. The impedance matrix of these lines is different from that of symmetrical lines, and existing methods cannot completely eliminate all mutual impedance. A new method is proposed to decouple these asymmetrical quadruple‐circuits lines in this paper. The phase‐to‐phase mutual impedance is eliminated first, and then the line‐to‐line mutual impedance is eliminated according to the circulating current method. The mathematical deduction is formulated to ensure the complete decoupling of the impedance matrix. The fault conditions can be used to obtain the relationship between the independent sequence networks, which can be used to calculate the fault current. Power Systems Computer Aided Design (PSCAD) simulations indicate that the decoupling method is suitable for fault analysis of the quadruple‐circuit lines with different self‐impedances. The related fault analysis method is quite accurate and easy to be applied. The fault analysis accuracy is not affected by the fault resistance, fault type, fault location, or length of lines. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

带同杆双回线的T型线路故障分支判定算法

针对T型线路中出现同杆双回线的线路结构,提出了判定故障分支的新方法.该方法以六序分量法为基础,当某支路发生故障时,首先求取各支路保护安装处的突变电气量,然后通过正序网络图,计算2个必要的参数用于判别故障支路,区分非同杆双回线故障、同杆双回线的跨线故障,以及同杆双回线的单回线故障.该方法的特点是考虑了同杆双回线的跨线故障,能够确定同杆双回线中的单回线的故障回路以及跨线故障,并且物理意义明确.序电流可以用来区分同杆双回线的同名相跨线故障.同时,进行了大量的EMTP仿真,结果表明支路判断的准确度不受系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响,并且也能很好地适用于不对称同杆双回线路.     

基于零序电流的单相接地故障定位系统

基于对称分量法对配电网输电线路发生不对称接地故障时零序分量进行分析,提出基于零序电流的配电网故障定位方法.基于零序电流的故障定位方法适用于中性点不接地系统发生单相接地故障时的故障定位,阐述零序分量的原理与特点,介绍零序电流采集系统的基本构成及对于零序电流的滤波放大处理方法,分析零序电流相位的提取与计算,最后总结了零序分量在相位法故障定位的特点及应用前景.     

同塔四回线路纵向故障对零序方向保护的影响研究

结合同塔四回输电线路的结构特点,针对同一电压等级的有电气联系和无电气联系的同塔四回线路,研究分析了同塔四回线路发生单回线纵向故障时线间互感对零序方向保护的影响,利用网络拓扑的等效变换,计算出了各回线路上零序电压、零序电流的幅值和相角特征。分析表明同塔四回线路单回线路纵向故障时,对于两侧均无电气联系的同塔线路,零序方向保护存在误动的风险,对于两侧均有电气联系的线路,零序方向不会误动。最后通过PSCAD建立同塔四回线路的模型,对单相断线纵向故障进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于序分量无功功率的单相自适应重合闸

针对不带并联电抗器的超高压输电线路,提出一种基于序分量无功功率的单相自适应重合闸实现方法。当线路发生单相接地故障且故障相两端断路器跳开后,在永久性故障下,线路侧各相电压和电流值经短暂时间过渡到稳态,之后各序分量无功功率基本保持恒定;在瞬时性故障二次电弧尚未熄弧阶段,电弧电压和故障相端电压随电弧拉长不断升高,正序无功与负序无功呈现相反方向的增减变化。基于这一现象,采用线路侧断开处的正序与负序无功功率分量的变化率来区别永久性和瞬时性故障。在二次电弧熄弧瞬间,故障相电压相位会后移90°,此时正序与负序无功功率分别有不同极性的跃变,通过检测序分量无功功率的突变来捕捉熄弧时刻。该方法实现简单,耐过渡电阻能力强,受故障位置影响小,能适用于重负载线路。EMTP仿真验证了其正确性和有效性。     

基于同杆双回线跨线故障识别的选相方案

从同杆并架双回线跨线故障的特征出发,分析了现有主要选相元件在同杆并架线路发生跨线故障时存在的问题,提出了基于跨线故障识别的同杆双回线故障选相的新方案。系统发生故障后,选相元件首先根据故障后的零序电流、零序电压、正负序电流之间的关系等特征识别故障性质,针对双回线的跨线故障采用特殊的选相方案。可以有效地解决发生跨线故障时突变量选相元件和稳态选相元件存在的误动或者拒动的问题,提高了电力系统安全稳定运行和输电可靠性。     

Short-circuit current calculation method for partial coupling transmission lines under different voltage levels

In power system, there are partial coupling lines under different voltage level because of the development of power system. When faults occur on these lines, zero-sequence mutual impedances bring difficulty to short-circuit calculation. To solve the problem, a new method is proposed in this paper. First, the three phase components are transformed to independent positive-sequence, negative-sequence and coupling zero-sequence components. Then the coupling zero-sequence is decoupled using the idea of six-sequence component method, namely recirculating current method. Finally, the system impedances and impedance of the non-coupling part are modified by comparing the relationship between sequence voltages and sequence currents of the newly defined decoupling method and symmetrical component method. According to the boundary condition, the composite sequence networks are obtained and the short-circuit current can be calculated easily. The PSCAD simulation result of short circuit analysis and calculation indicate that the proposed decoupling method for partial coupling line is appropriate. The short circuit calculation based on the decoupling method is easy to implement. The calculation method is practical and the calculation accuracy is not affected by fault type, different voltage grade and fault resistance.     

扩展Prony谐波分析法在配电网接地选线中的应用

当配电网单相接地故障发生在相电压过零点附近时故障线路零序电流中含有大量的暂态感应电流直流分量.文章提出了利用扩展Pronv算法,提取各线路零序电流中衰减的直流分量或低频振荡分量,根据故障线路和非故障线路零序电流在这两个分量上的差异,来确定故障线路的方法.应用PSCAD仿真也表明,用该方法实现配电网相电压过零点附近发生故障的故障选线,具有很高的灵敏度和可靠性.