一种适合于同杆4回线的故障测距方法

在对同杆4回线解耦的基础上,提出了一种适合于同杆4回线的故障测距方法.同杆4回线内部发生故障时,可以将故障分量分解为12序分量,且利用该12序分量进行故障测距.考虑到在任何故障类型下,同杆4回线内部都会存在反序分量,所以提出了基于反序环流分量的故障测距方法.当同杆4回线内部发生故障时,从线路两端计算到故障点的反序环流分量电压相等,利用该关系可以求出故障点的精确位置.由于相互独立的12序分量完全能够解决线间耦合问题,文中提出的测距算法能够精确测距,测距精度不受故障类型影响.大量ATP仿真结果表明所提出的测距算法完全适用于同杆4回线的故障测距,测距精度不受过渡电阻、系统运行方式、线路两端功角的影响.     

同杆四回线参数自适应双端故障测距频域算法

为了消除同杆四回线相间和线间耦合问题及线路参数不确定性对同杆四回线故障测距的影响,提出了适应于同杆四回线故障测距的模变换分析方法.对同杆四回线的电压和电流信息进行解辐处理,提取不受系统阻抗影响的环流模分量,构建基于环流模分量的同杆四回线频域故障测距观测方程;为解决线路参数多变性影响,利用故障前冗余电压和电流信息,构建线路参数自适应的频域观测方程,以获得准确的线路环流模分量的基频参数,从而提出了一种同杆四回线参数自适应的双端故障刚距频域算法.利用ATP/EMTP电磁暂态仿真软件,构建同杆四回线JMarti仿真模型,通过全面的仿真分析验证,证明所提出的测距方法能消除同杆四回线相间和线间耦合问题以及线路参数的不确定性影响,具有较高的故障测距精度.     

一种基于六序网图的同杆双回线故障测距算法

采用六序分量法分析同杆双回线故障中的非跨线故障,并依照故障时故障点的电气量特征列出方程,进行非跨线故障测距.将同杆双回线故障后的电气量转化为同序正序和反序正序分量,根据单回线各种故障类型的边界条件得到各六序网图的连接关系,利用同序正序和反序正序电流在故障点的特殊关系构成测距方程,从而进行精确故障测距.该测距方法使得同杆双回线的故障测距精度不受故障点过渡电阻、回线故障类型的影响.EMTP仿真显示,该测距方法精度高,计算方便,在过渡电阻较大时仍能满足测距精度要求,且不受系统运行方式变化等因素影响.     

基于六序分量法的跨电压等级的同塔四回线的故障计算

同塔架设的各回线路之间存在线间互感,对处于不同电压等级下的两个同杆双回线的输电线路进行了故障计算的研究.该故障计算方法基于同杆双回线的六序分量法,首先画出六序分量序网图,同时考虑线间互感的存在,求解各序综合阻抗,在已知各序综合阻抗的基础上,按照六序分量法以及故障的边界条件求出各序故障电流,进而求出各相电流,解决了不同电压等级下,同杆四回线的短路故障计算问题.EMTP仿真值验证了这种故障分析方法的正确性,仿真结果表明,基于六序分量法的不同电压等级的同杆四回线的短路电流计算的误差不超过1%.     

同杆4回线与单回线构成的T型线路故障测距新方法

由双侧同杆4回线与1条单回线构成的T型线路故障类型繁多,精确的故障测距成为重要研究课题.通过深入研究此类T型线路的特点以及反序分量的特点,提出首先利用同杆4回线反序正序电流量进行故障侧的判断,然后利用由不同支路计算到支接点T处所得的各正序电压之间的关系进行同杆4回线故障支路的判定,最后根据故障发生在不同支路时的反序正序电流公式列出方程来进行准确的故障测距.通过大量的ATP仿真,可以证明该测距算法适用于这种结构的输电线路,并且可以从原理上完全消除过渡电阻、系统运行方式、系统阻抗参数变化等因素对测距精度的影响.     

基于六序分量法的跨电压等级的同塔四回线的故障计算

同塔架设的各回线路之间存在线间互感,对处于不同电压等级下的两个同杆双回线的输电线路进行了故障计算的研究。该故障计算方法基于同杆双回线的六序分量法,首先画出六序分量序网图,同时考虑线间互感的存在,求解各序综合阻抗,在已知各序综合阻抗的基础上,按照六序分量法以及故障的边界条件求出各序故障电流,进而求出各相电流,解决了不同电压等级下,同杆四回线的短路故障计算问题。EMTP仿真值验证了这种故障分析方法的正确性,仿真结果表明,基于六序分量法的不同电压等级的同杆四回线的短路电流计算的误差不超过1%。     

带同杆双回线的T型支接线的故障测距的研究

针对T型线路中出现同杆双回线的线路结构,提出了首先做故障分支判定,然后进行精确测距的新方法.当某支路发生故障时,求取各支路保护安装处的突变量,通过正序网络图,计算两个必要参数用于判别故障支路,区分出非同杆双回线故障、同杆双回线的跨线故障,以及同杆双回线的单回线故障.在此基础上,将非故障支路化简合并,并对同杆双回线故障以及非同杆双回线故障进行分别测距.该方法不仅能够对单回线准确测距,而且针对双回线,也保证了故障测距的精确性,一定程度上克服了T型线路中出现双回线给测距带来的困难.大量的ATP仿真结果表明故障测距的精度基本上不受故障支路,故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响.     

非均匀同杆并架双回线路故障定位

针对非均匀的同杆并架双回线路,提出一种基于均匀传输线路分布参数模型的故障测距方法.该方法利用故障线路两端同步采样的电压和电流量,考虑了输电线路分布电容电流的影响,根据同杆线路发生单线或跨线故障时从故障点两侧各自计算的正序电压和负序电压之和相等的等量关系,然后利用相电压、电流与其零序分量之间的关系给出测距方案,进行精确故障测距.该方法的特点是考虑了非均匀同杆双回线的跨线故障,能够确定非均匀同杆双回线的单线故障以及跨线故障.PSCAD仿真结果表明,该测距方法对于非均匀同杆双回线的故障定位非常准确.并且所给出的故障测距方案不受负荷电流、过渡电阻大小、系统阻抗变化以及双回线拓扑结构等因素的影响,特别是该测距方法与地网无关,去除了双回线之间零序互感的影响.     

基于在线参数计算的同杆双回线的自适应故障测距

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)在线计算输电线路参数的同杆双回线故障测距的自适应算法.该算法利用PMU装置获得同杆双回线路两端的电压和电流相量,在线路正常运行时,在线计算同杆双回线的正序参数,并将该参数用于故障测距,解决了线路实际运行参数与电力局提供参数的不同,线路参数在运行过程中由于过负荷,区外故障等原因引起线路参数的变化所导致的测距精度问题.通过故障前后线路两端的采样数据获取突变的同序正序分量,计算线路两端的等效系统阻抗,解决了线路故障前系统运行方式的不确定性所引起的测距误差.大量的EMTP仿真计算结果表明,该测距算法能自适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度.     

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。     

参数不对称同塔四回输电线的零序四分量法及故障分析

同塔四回输电线路大量存在阻抗参数的不对称性。为了完全解耦参数不对称的阻抗矩阵,提高同塔四回输电线路的故障分析精度,需引入新型的相模变换方法。为此,参考已有相模变换的解耦思路,提出零序四分量法。该方法保持各回线的正、负序量不变,仅在零序中单独引入一个同向量和三个带修正系数的环流量,从而完成矩阵的完全解耦。零序四分量法可分别应用于同电压等级和跨电压等级的参数不对称同塔四回线系统的故障分析。由序分量定义与故障边界条件可得各故障复合序网。仿真结果证明了零序四分量法所得故障分析结果的正确性。     

同杆2回和4回线路中序网参数修正方法研究

以多回线间互感彻底解耦的六序分量法和12序分量法为基础,解决不同类型线路连接时的故障分析问题,提出了适用于混合多回线路连接时的参数修正方法。分别针对同杆4回线、双回线的多种单回线故障和跨线故障,按照所提出的参数修正方法进行短路计算,并将短路计算值与ATP仿真值进行比较,结果表明该方法在不同结构输电线路的故障分析中正确有效。     

T型同杆四回线线路故障选线新方法

对由同杆四回线与同杆双回线构成的T型同杆四回线的故障选线进行了研究,提出一种先判断故障侧并识别故障侧支路的故障选线方法。首先对同杆四回线电路部分进行解耦,分别得到两端的反序电流之间的关系。基于此电流关系判断出故障侧,从而可以迅速确定故障发生的区域。在此基础上,引入正序电压差参数,实现对故障线路的进一步的选线。理论分析及EMTP仿真验证了所提方法的正确性,且选线精度高。     

基于电压突变量的同塔双回直流输电线路故障选线方法

同塔双回直流线路极线间复杂的电磁耦合关系,增加了其故障极线识别的难度。基于平行四线系统解耦理论,对同塔双回直流线路电压量进行解耦分析,提取出相互独立的一个同向量与三个环流量电压。在此基础上详细分析了同塔双回直流输电线路在不同故障类型以及不同极线故障情况下的同向与环流电压突变量的极性和幅值大小特征,进而利用同向与环流电压突变量极性和幅值大小的差异及相互间的关联关系,提出了一种同塔双回直流输电线路故障选线方法。基于实际同塔双回直流输电系统的PSCAD/EMTDC大量仿真结果表明,该方法准确可靠,且不受过渡电阻影响。     

不对称参数同塔四回线行波测距

为实现不对称参数同塔四回线的行波测距,文章介绍了三种不同物理意义下的阻抗解耦矩阵M₁、M₂、M₃。对比分析解耦后的各模分量的相关特性,得出M₃具有天然的自选线功能,其解耦后的模2、模5、模8、模11与I、II、III、IV回线一一对应,能够将四回线下的行波测距转换为单回线下的行波测距,巧妙地解决了故障行波选取的难题。通过3次B样条小波包变换分析所选模量行波实现故障检测,依据双端行波测距原理完成测距。PSCAD/EMTDC实验仿真数据表明测距结果不受故障点位置和过渡电阻的影响,验证了行波模量选取的准确性与行波测距的可行性。     

交直流交叉跨越碰线故障及其保护风险分析

中国直流输电工程输送距离长、跨度大,与交流线路跨越的情况日益增多。电网出现了新的故障形式——交直流碰线故障,其故障特征及对继电保护的影响研究比较匮乏。对碰线故障的特征进行理论分析,基于详细直流工程PSCAD/EMTDC仿真平台搭建交直流同塔模型,对碰线故障引起的特征量及其影响因素进行研究,并分析其对交直流保护动作特性的潜在挑战。仿真结果表明:碰线故障引入的工频分量会使直流线路行波保护动作率降低;行波保护与交直流碰线保护在保护配合范围内存在动作死区;交流距离保护灵敏度下降。     

Fault location of untransposed double-circuit transmission lines based on an improved Karrenbauer matrix and the QPSO algorithm

Some double-circuit transmission lines are untransposed, which results in complex coupling relations between the parameters of the transmission lines. If the traditional modal transformation matrix is directly used to decouple the parameters, it can lead to large errors in the decoupled modal parameter, errors which will be amplifed in the fault location equation. Consequently, it makes the fault location results of the untransposed double-circuit transmission lines less accurate. Therefore, a new modal transformation method is needed to decouple the parameter matrix of untransposed double-circuit transmission lines and realize the fault location according to the decoupled modal parameter. By improving the basis of the Karrenbauer matrix, a modal transformation matrix suitable for decoupling parameters of untransposed double-circuit transmission lines is obtained. To address the diffculties in solving the fault location equation of untransposed double-circuit transmission lines, a new fault location method based on an improved Karrenbauer matrix and the quantum-behaved particle swarm optimization (QPSO) algorithm is proposed. Firstly, the line parameter matrix is decomposed into identical and inverse sequence components using the identical-inverse sequence component transformation. The Karrenbauer matrix is then transformed to obtain the improved Karrenbauer matrix for untransposed double-circuit transmission lines and applied to identical and inverse sequence components to solve the decoupled modal parameter. Secondly, based on the principle that voltage magnitudes at both ends are equal, the fault location equation is expressed using sequence components at each end, and the QPSO algorithm is introduced to solve the equation. Finally, the feasibility and accuracy of the proposed method are verifed by PSCAD simulation. The simulation results fully demonstrate that the innovative improvement on the basis of the traditional modal transformation matrix in this paper can realize the modal transformation of the complex coupling parameters of the untransposed double-circuit transmission lines. It causes almost no errors in the decoupling process. The QPSO algorithm can also solve the fault location equation more accurately. The new fault location method can realize the accurate fault location of untransposed double-circuit transmission lines.     

超高速暂态方向继电器的研究

行波方向保护已研究了多年，但其本质上仍要受故障初始角、反射波等因素的影响。该文提出一种新型的方向保护核心元件——暂态方向继电器，它基于故障发生后一段时间内正向行波分量与反向行波分量间的能量大小关系来识别故障方向。该继电器的实用算法采用了适合暂态信号处理的小波技术，由小波多分辨分析来提取行波分量，并将行波分量的能量表征成小波变换谱能量（WTSE）。大量EMTP仿真试验表明：该继电器能可靠、灵敏、超高速地动作，其性能不受故障初始角、故障类型、故障距离、过渡电阻与电弧、母线接线方式的影响。以该继电器构成的超高速方向保护将具有很强的实用价值。     

同杆平行双回线的故障测距综述

输电线路发生故障时,快速准确地确定故障地点并排除故障,对及时恢复供电,提高供电可靠性具有重要意义。该文总结了平行双回线故障测距算法的研究状况,根据测距所需信息来源、测距原理及采用线路模型的不同对平行双回线的测距算法进行了分类,并详细介绍了六序故障分量法的基本原理,最后结合近几年的研究现状对双回线故障测距算法的发展趋势进行了展望。