电力系统故障计算中多回零序互感线路模型

为处理大规模电力系统中同杆并架线路上任意点、多重故障的计算问题,基于线路实际架设的地理信息反映其实际互感参数,将线路的零序自阻抗与回路间的零序互阻抗以故障处新增节点为界按照线路长度与互感区域长度进行分解,形成完整、准确的节点导纳矩阵,从而建立故障时多回零序互感线路的序分量与相分量模型。利用该模型开发了可处理多回平行线路内部任意故障的计算软件,并对包含4回平行线路6对零序互感的某实际电网进行了复杂故障计算,其结果经EMTP检验是正确的。所研制的故障计算软件已在广东电网投入实际应用。     

电力系统故障计算中互感线路的处理

在基于节点导纳矩阵的故障计算方法中，由于部分线路间零序互感的存在，使得零序节点导纳矩押形成，尤其是互感线路故障情况下零序节点导纳矩阵的形成复杂化，该文对电网中多回互感线路及存在部分互感情况下的等值处理方法进行了统一的数学分析，提出了简便的算法，并在此基础上，对互感线路故障情况下增设节点后故障线路的争解进行了研究，提出了通用的分解规则，该算法和规则对电网中任意重互感线路，任意复杂部分互感结构和互感线路上任意重故障都具有灵活的处理能力，有助于推进电力系统故障计算软件的实用化。     

跨电压等级电气元件标幺值算法研究

电力系统分析计算中通常采用电气元件标幺值进行计算。跨电压等级元件同时连接着不同的电压,导致该类元件的基准值难以确定,直接影响其标幺值的计算。为此,以自耦变中性点电抗、跨电压等值线路阻抗、跨电压线路零序互感阻抗为例,分析了跨电压等级元件标幺值与有名值的对应关系,并给出该类元件标幺值的正确表征方法,从而提高了电网系统分析计算结果的准确性。     

跨电压等级的同杆四回线故障计算方法

随着同杆多回线路同塔架设的发展,不同电压等级线路并行的情况随之出现.同塔架设的各回线路之间同时存在线间互感,为了解决不同电压等级同塔架设线路的故障计算问题,本文利用传统的对称分量法,用标幺值制的算法,首先求解考虑互感后故障点的正序、负序、零序综合阻抗,然后求出故障点的各序电流,再通过求解综合阻抗的矩阵,求出流过各回线路...     

电网故障计算中零序多重互感线路的处理

按照故障计算和保护整定软件实际的编写顺序分别论述了在零序多重互感线路上发生故障时对所在互感组的处理、互感参数矩阵对节点导纳矩阵的贡献、不同运行方式下互感组的特殊处理以及求解互感组零序电流的方法,对于零序多重互感的考虑全面而灵活,该方法已经在大型故障计算和保护整定软件中应用,并且在各种情况下短路电流计算都正确,从而证明所述方法正确可行。     

节点导纳矩阵和阻抗矩阵的互感支路组整体追加方法

在以支路追加法形成节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵的过程中,互感支路的追加远比非互感支路复杂,因此提出以支路组为单位的节点导纳矩阵及节点阻抗矩阵支路组追加法。该方法将相互之间有互感耦合的支路分为一组,应用所推导的追加公式以整组互感支路为单位直接追加到节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵中,使得计算方法简单统一,可显著减少计算量,提高计算效率。最后通过算例验证和比较了所提方法的实用性和有效性。     

用多端口方法求解电力系统复杂故障

本程序应用多端口网络方程和故障端口边界方程联立求解的方法，计算电力系统各种多重故障及任意不对称运行的电压和电流。成功地运用一种通用的数学模型解算繁多的故障组合。显然优于根据故障类型、相别应用理想转角变压器构成串、并联序网的方法。在互感支路处理上也异于一般方法，推导出追加支路组法的理论，把互感支路与无互感支路的计算统一起来，很方便地处理互感支路的开断、挂检及互感线路中故障。端口阻抗矩阵是从节点阻抗矩阵中求得，可以采用随机存取方法从外围设备输入与计算相关节点的阻抗矩阵元素进行计算，大大减少运算量。     

同杆双回线故障分析新方法研究

该文基于六序分量法及多口网络理论,从故障的一般形式出发,提出了一种适用于同杆并架双回线的通用故障计算模型.利用该模型可同时求出六序故障端口电流,进而求出各节点注入电流,利用节点阻抗矩阵即可求出网络内各节点电压及各支路电流.文中还给出了该算法的理论推导及结果,并将其仿真结果与EMTP进行了比较.大量仿真计算表明：该算法不仅适用于简单故障的分析计算,亦适用于多重复杂故障及经任意故障阻抗、任意故障类型的故障分析和计算,且不需要考虑复合序网的连接及故障特殊相问题;当线路阻抗参数标幺值在0.1～10范围内变化时,用有限值400～500代替无穷大,可获得足够的精确度.该算法简单、实用、有散,易于实现.     

中性点不同接地方式下混压部分同塔双回线路故障分析

在序分量法的基础上,对变电站近区出现的中性点直接接地和非直接接地混压部分同塔双回线路跨线故障进行分析。消除混压同塔线路间的零序互感,将系统解耦为综合正、负、零序网;根据三绕组变压器接线方式对综合正、负、零序网的公共阻抗部分进行幅值与相角的校正,得到中性点不同接地方式下混压部分同塔双回线路的独立六序网;根据故障类型列出故障点边界条件,通过复合序网及求解方程组得到故障点短路电流。通过PSCAD软件对一中性点不同接地方式混压部分同塔双回线系统(220 kV/110 k V/35 k V)各种故障进行仿真验证,结果表明所提故障计算方法的精确性及实用性。     

混压同塔线路跨电压接地故障对距离保护的影响分析

不同电压等级同塔(混压同塔)输电线易发生跨电压故障,这种故障类型对输电线路继电保护提出了更高的要求。接地距离保护是高压输电线路的主保护之一。混压同塔跨电压接地故障对故障线路接地距离阻抗继电器测量阻抗的影响因素包含两方面,一是相邻线路与本线路之间的零序互感,二是另一条故障线路的故障电流。文中综合考虑以上因素,以单相跨单相接地的跨电压接地故障类型为例,首先提出了适用于混压同塔跨电压故障的故障电流计算方法,然后以此为基础提出两种因素作用下故障线路接地距离继电器的测量阻抗计算方法,最后分析了另一电压等级线路与本线路电源电动势相角差与测量阻抗的关系,并分别给出了接地距离保护正确动作与不正确动作时的此相角差范围,并且给出了相应的解决措施。在PSCAD软件中建立了500kV/220kV同塔四回线路模型,验证了理论分析的正确性。     

改进的相分量法求解同杆双回线故障新算法

采用矩阵相似变换对传统相分量法进行改进,将端口网络理论与改进的相分量系统模型相结合,得出故障端口相网络方程,并且根据端口阻抗的物理意义,推导出故障端口阻抗矩阵元素与端口节点阻抗的关系式。考虑故障的一般形式,给出了同杆双回线短路故障与断相故障统一的故障边界条件方程,将其与故障端口相网络方程联立,提出了一种适用于求解同杆双回线各种简单故障的新算法。该算法的优点在于:①将同杆双回线单回线短路故障、跨线短路故障和断相故障统一计算,可适用于具有不对称故障阻抗的任意同杆双回线故障计算;②对电力系统参数是否平衡无限制;③对同杆双回线两侧是否存在公共母线无特殊要求;④计算量较传统相分量法明显减小,简单实用,便于计算机编程实现。对比该算法计算结果与EMTPE仿真结果,表明该算法准确有效。     

基于双端电气量的同杆平行双回线单线故障测距

考虑同杆平行双回线零序互感的影响,针对同杆双回线单回线故障,提出了一种基于故障线双端电气量的故障测距算法。该算法根据同杆平行双回线单回线内部故障的等效序网图,利用相应故障类型在故障支路的电压边界条件导出其测距方程。算法利用了现有分相电流差动保护提供的单回线本端电压和两端电流工频量,原理上与过渡电阻和系统阻抗无关。通过PSCAD/EMTDC软件,仿真计算了不同过渡电阻、系统阻抗和负荷情况下不同故障点发生各种类型故障的测距情况。仿真测距结果表明,该算法应用于同杆平行双回线单回线故障测距时具有很高的精度,并与过渡电阻、系统阻抗和负荷工况无关。     

不同电压等级四回线双端故障测距原理研究

由于存在互感和故障类型众多,不同电压等级四回线的故障分析和故障测距愈加困难.为此采用六序分量矩阵叠加方法对不同电压等级的四回线进行解耦,可以将阻抗阵转换为一个特殊的对角阵,非对角线上不为零的元素只有2个,表明四回线的同向零序网存在互感,其它的非对角线元素为零,表明四回线的反向正序网之间不存在互感.采用六序分量矩阵叠加方法对四回线系统的2条同杆双回线两端的电流分别进行矩阵变换,得到2组反向正序电流,利用反向正序电压在故障点相等的特点,实现不同电压等级四回线的双端故障测距.该双端故障测距方法不需要考虑不同电压等级同杆双回线的参数归算,测距精度不受故障类型、故障点过渡电阻、系统运行方式的影响.仿真结果表明,该双端故障测距方法具有有效性和实用性     

不同电压等级同杆并架多回线路的故障定位

基于分布参数模型,提出了一种不同电压等级的同杆并架多回线路故障测距方法：利用两端同步的电压和电流的正序分量,根据均匀传输线方程从线路两端分别推导出故障点处的正序电压,进而得出故障测距公式。所提出的故障测距方法只需用到线路两端的电压电流的正序分量,消除掉耦合线路之间零序互感对测距的影响。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容以及故障种类的影响,解决了在不同电压等级的同杆线路中精确故障测距问题。PSCAD仿真证明该方法定位精度高,不受过渡电阻及故障类型的影响。     

强磁弱电环境下序分量方向的综合判据及其仿真

在强磁弱电环境下的纵联零序方向保护有可能误动。考虑到双回线互感一般仅对零序分量产生明显影响,同时注意到系统中各站点间的负序转移阻抗远小于零序转移阻抗,单相接地故障时负序电压通常大于零序电压这一特点,提出了基于负序分量补偿的方向保护综合判据。判据进行了周密的实用化考虑,利用故障后负序电压与电流的相位关系来判别故障反方向,在深入分析判据动作特性及灵敏度的基础上,按照故障特征的差异逐步提高灵敏度,综合构成了较完善的纵联接地方向保护方案。实例验证与仿真结果均表明,由该负序分量把关的纵联零序方向保护在强磁弱电环境下,能够可靠判别故障方向,并具有良好的可靠性与选择性,从而有效改善了纵联接地保护的性能。     

平行线弱电强磁模型下零序方向元件改进

针对近来几起高压电网中由于线路零序互感影响而导致的纵联零序保护误动事件,分析了出现这种问题的弱电强磁联系的典型电网结构形式,研究了相邻线互感对纵联零序方向元件的影响,并分析了几种解决方法,提出采用一种新型的基于故障类型的零序方向元件,分析了该元件的可行性和具体方案流程,结合2次现场事例的数据分析验证了该方法的正确性。     

混压同塔四回线路跨电压故障选相元件动作分析与对策研究

混压同塔四回线发生跨电压故障时,零序互感的存在会对各相故障电流产生较大的影响。针对混压同塔四回线路中发生跨电压不接地故障的情况,主要分析了故障相电流的特征及电流选相元件的动作情况,采用改进复合序网的方法求解故障电流。利用相量图详细讨论了跨电压故障的电流特征及其对相电流差突变量选相元件的影响。针对混压同塔线路跨电压故障可能存在的误选相问题,提出一种基于相电流差突变量与相电流突变量相结合的综合选相方案,以实现正确选相。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔四回线的各类跨电压故障进行大量仿真实验,验证了理论分析的准确性。     

基于站域信息的同杆双回线接地距离保护优化方案

基于单间隔电气量的接地距离保护由于受到同杆双回线线间互感的影响,存在故障线路距离测量不准确、非故障线路易发生反方向误动和末端故障超越等问题.利用智能变电站中跨间隔站域信息高度共享的特点,构建了同杆双回线单元式保护配置方案,设计了过程层信息获取及交互的实现方案.利用双回线的断路器位置和接地刀闸位置信息自适应地选择零序补偿系数;利用双回线六相电流信息和六序分量法实现故障选线和选相,根据选线结果实现对故障线路的接地距离保护的邻线零序电流自适应补偿,而对非故障线路不再使用邻线零序电流补偿.理论分析和数字仿真验证表明,所提单元式配置和接地距离保护优化方案可以实现双回线中故障线路接地距离保护的自适应邻线零序电流补偿,并解决了盲目进行邻线零序电流补偿造成的非故障线路反方向误动的问题.     

考虑零序互感的纵联零序方向保护改进方法研究

纵联零序方向保护广泛应用于同塔双回线,但当线路发生不对称接地故障时,互感线路将感应零序电气量,可能引起互感线路纵联零序方向保护的误动。本文分析了同塔双回线独立运行方式下故障点不同时零序互感对互感线路纵联零序方向保护的影响,在此基础上,根据正常运行线路、故障线路、互感线路零序电气量的特点,提出新的纵联零序方向保护方法。利用PSCAD仿真了同塔独立运行的双回线,仿真结果验证了此方法的正确性和有效性。