±800 kV直流输电线路雷电绕击与反击的识别方法

研究±800 kV直流输电线路雷电绕击和反击故障的机理,建立了绕击和反击的等值电路模型。分析和仿真表明：若发生反击故障,由于杆塔接地电阻的作用,反击故障将包括雷电流入地和随之而来的塔顶电位(绝对值)骤增造成的绝缘子闪络2个过程,对应地,在这2个过程中零模电流的方向相反,使得故障后瞬间保护安装处零模电压出现正负交替;若发生绕击故障,零模电流只沿一个方向,使保护安装处零模电压在故障后一段时间内呈现单调变化。在绕击与反击故障下于保护安装处所观测的零模电压时域特征存在显著差异,在此基础上,从继电保护的角度出发,提出了一种基于小波变换的特高压直流输电线路雷电绕击与反击故障的识别方法,EMTDC仿真表明该方法能对特高压直流全线雷电绕击与反击故障进行识别,且不受雷电流波形的影响。     

特高压直流输电线路和边界频率特性研究

根据云广特高压直流输电系统实际参数,建立特高压直流输电线路以及由平波电抗器、直流滤波器和PLC滤波器所构成的特高压直流输电线路边界的频域模型,分析特高压直流输电线路和线路边界的频率特性。对特高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频量的衰减作用,以及故障位置对保护安装点所检测到的故障暂态信号高频量的影响进行了研究。研究结果表明,边界和线路对暂态信号高频量的衰减作用大小和故障与保护安装点的距离有关,当故障发生点与保护安装点的距离大于　－lnG（j ω）／α时,线路对频率为ω／（２π）高频量的衰减作用将大于边界的衰减作用。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对特高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频量的衰减作用进行仿真验证,仿真结果证明了上述结论的正确性。     

±800 kV特高压直流输电线路雷击暂态识别

特高压直流输电线路受到雷击未故障时,极线上电压行波围绕直流分量上下交替变化,与轴线电压相关度趋近于1。此特征可作为识别雷击干扰的判据。雷击故障时,雷电波中有大量高频分量,绝缘闪络后,迅速衰减;接地故障时,短路电压行波由附加电源产生,高频分量少。雷击故障最终呈现接地故障特征,经小波变换后,中低频分量与接地故障相近,故雷击故障高频能量与中低频能量比值较接地故障时大。据此特征可用来识别雷击故障和接地短路故障。利用云广±800 kV直流输电模型,采用5 ms时窗,进行了大量的EMTP暂态仿真,验证了该方法的有效性。     

特高压直流输电线路故障暂态信号高频特性研究

为研究特高压直流输电线路暂态保护,需要对故障暂态信号高频量的频率特性进行深入研究。分析特高压直流输电线路故障机理,提出由平波电抗器、直流滤波器和PLC滤波器组成特高压直流输电"线路边界"并分析其频率特性。根据云广特高压直流输电系统实际参数,建立云广特高压直流输电仿真模型,对特高压直流输电线路雷击、接地短路、高阻接地以及换相失败进行仿真分析,对各故障暂态信号进行频谱分析并对区内、区外故障的频谱特性进行比较,得到同一种故障在区内、区外故障时故障暂态信号的频率特性特点。     

特高压输电线路雷电过电压的分类识别方法

特高压交流输电以输送容量大和功耗小等优点成为了我国电网发展的方向。但由于输送距离长,线路走廊和离地高度大等原因,线路遭受雷击的概率大,因此雷击过电压将是影响特高压电网运行安全的重要原因之一。根据1000 kV电网的线路和杆塔特点,用ATP-EMTP软件对线路上出现的感应雷、反击和绕击雷过电压进行了仿真,并分析了这3种过电压的波形差别:发生感应雷击时,过电压同时作用于三相中,且相间电压的相似度大;发生直击雷时,相间电压的相似度小于感应雷过电压,且反击和绕击过电压的初始行波差异较大。根据这些特征,引入小波能谱矩阵相似度的概念,依此系数的大小识别感应雷过电压和直击雷过电压;在此基础上,对电压初始行波进行小波变换,根据模极大值的极性以及避雷器的持续放电时间识别反击与绕击过电压。该方法的理论基础比较直观,大量的暂态仿真结果和实测波形验证了该方法在识别不同故障条件下的雷击过电压时的可靠性和有效性。     

云广特高压直流输电线路雷电屏蔽性能研究

为评估、计算输电线路雷电屏蔽性能即绕击性能,基于长空气间隙放电理论建立了特高压直流输电线路雷电屏蔽的先导发展模型,并用该模型计算了拟建立的云广±800 kV直流特高压输电线路雷电屏蔽性能。计算结果表明:随着地面倾角、保护角的增加,线路屏蔽失效率明显增加,特高压直流输电线路最好采用负保护角运行。     

±800kV直流输电线路的极波暂态量保护

构建基于极波的特高压直流输电（ultra high voltage DC,UHVDC）线路暂态保护的启动元件、边界元件、雷击干扰识别元件和故障选极元件。线路故障后,保护安装处量测的极波首波头幅值比其对应的极线电压、线模电压和零模电压首波头幅值大,且更为陡峭,故利用极波变化率构造启动判据;利用极波信息熵测度对故障特征进行定量描述、分析和估计来形成区内外故障的识别判据;雷击故障的极波波形远离零轴,而雷击未故障的极波围绕零轴交替变化,故利用短窗内极波采样值直接求均值来构建快速的雷电干扰识别算法;故障极极波与零轴构成的面积远大于非故障极波与零轴构成的面积,故利用正负极的极波与零轴构成的面积之比进行故障选极。时窗取为5ms,避开控制系统响应对暂态保护的影响。PSCAD仿真结果表明,所提极波暂态量保护原理正确,算法有效。     

特高压直流输电线路带电作业工艺研发

特高压直流线路输送容量巨大,对于电网稳定运行至关重要,尤其能缓解城市高峰时段用电紧张局面。带电检修可以提高上海电网运行可靠性,确保上海这样的国际性大都市正常供电,因此特高压直流输电线路带电作业工艺的研发显得日益迫切。对相应的带电作业典型项目进行研究分析,进而研发制作相应的检修装置。     

利用多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法

提出一种基于多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法,可准确将本侧区外故障、区内故障以及对侧区外故障区分开。进行小波多尺度分解,求得各层的奇异谱熵,将每层的奇异谱熵组成一个特征向量,特征向量分成训练集和测试集,将训练集进行训练得到支持向量机(support vector machines,SVM)分类器的参数,用测试集进行测试,预测结果就是对不同位置故障的分类。大量仿真验证表明:基于多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法能可靠识别本侧区外故障、区内故障和对侧区外故障。     

基于雷电预警的UHVDC系统主动雷击防护策略

提出了基于降压运行和直流紧急功率支援的主动防护思路,分析了在特高压直流输电系统遭受雷击故障时2种方法提高电网安全运行能力的作用。利用PSASP建立了四川电网丰大运行方式下包含特高压直流输电通道的仿真模型,基于系统稳定性判据,仿真分析了雷击造成各条特高压直流输电通道单极/双极闭锁时,降压运行控制和直流紧急功率支援控制对送端电网安全稳定性的影响。研究结果对确保含特高压直流输电系统的电网安全稳定运行具有参考价值。     

基于GRU的特高压三端混合直流输电线路故障区域识别方法

针对特高压三端混合直流输电线路故障区域识别问题,提出一种基于门控循环单元(gate recurrent unit, GRU)的特高压三端混合直流输电线路故障区域识别方法。首先,分析了直流线路昆北侧边界和龙门侧边界直流功率传递函数的幅频特性、T区线模功率突变量的正负差异,指出三端直流线路不同区域故障时的故障特征差异。其次,对线模功率进行多尺度小波分解,提取线模功率高频能量,结合T区线模功率突变量、正负极功率突变量幅值,组成故障特征量,作为GRU的输入量,故障区域作为输出量,构建GRU故障区域识别模型。然后,将测量点得到的故障特征量输入训练完成的GRU模型中,即可达到故障区域识别的目的。通过大量仿真,验证了所提故障区域识别方法准确率高,且可耐受300Ω的过渡电阻。     

基于反行波与信号处理的特高压直流输电线路纵联保护方法

现阶段直流输电线路纵联保护单纯地采用叠加原理,未考虑直流输电系统的强非线性,保护在实际工程中存在适应性问题。针对此问题,提出一种纵联保护新方法。从保护方法的适应性角度出发,提出基于描述函数法的信号线性化处理技术。通过分析直流输电线路区内、外故障发生后一段时窗内反行波的传输特性,发现发生区内故障时,线路两端反行波波形间相似度较高;发生区外故障时,线路两端反行波波形间相似度较低;进而提出一种基于反行波的纵联保护方法,该方法利用Hausdorff距离算法度量线路两端反行波的相似度,构造直流输电线路故障识别判据。仿真结果表明,该保护方法能可靠区分直流线路区内、外故障,且在发生高阻接地故障时具有较高灵敏性。     

一种基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路故障测距方法

直流输电线路故障时,高频故障暂态信号将沿线路向两端传播,线路对故障暂态信号高频分量有衰减作用。研究双极特高压直流输电线路频率特性,得到特高压直流输电线路对高频量有衰减作用,线路越长,衰减作用越剧烈的结论。研究基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路单端故障测距原理,推导出故障点距测距装置安装点的距离公式,得到基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路单端故障测距原理难以准确实现直流输电点线路故障测距的结论。研究基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路双端故障测距原理,推导出故障点距测距装置安装点的距离公式,提出频带衰减概念,推导出基于频带衰减的故障距离计算公式。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对提出的基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路双端故障测距原理进行仿真验证,仿真测距结果有较高的准确度。     

线路避雷器在线路防雷上的应用效果

为了减少雷击对输电线路的伤害，将线路避雷器安装在输电线路的易击段，可以提高线路的耐雷水平。鉴此，介绍了线路避雷器防雷的基本原理和安装前的准备工作。并对近年来肇庆四会供电分公司部分已挂网运行的避雷器进行了跟踪分析，原多雷击杆塔自从加装了线路带串联间隙避雷器后，迄今杆塔未发生雷击跳闸。     

增城110 kV线路避雷器运行效果分析

分析了线路避雷器的防雷原理．根据易遭受雷击的110kV线路采用复合绝缘外套金属氧化物避雷器后的实际运行情况,对避雷器投运前后线路跳闸数据进行分析对比。从而说明了线路避雷器确实具有一定的防雷效果。最后对线路避雷器的一些使用问题提出了建议。     

Observation of lightning at 500‐kV transmission lines (part 1)

We investigated the phenomenon of lightning strokes on 500‐kV transmission lines from 1984 to 1993. The investigation covered the recording of lightning paths by still cameras and measurements of lightning current at the lower part of transmission tower on 31 towers, over a 12.7‐km‐long section of the transmission line. We also observed lightning on an isolated tower at a nuclear power station. In the course of lightning observations spanning a 10‐year period, we have confirmed the suitability of the lightning protection design on transmission lines. The distribution of lightning incidence angle (θ) expressed in terms of (cos^mθ) was characterized by exponent m = 2 for the three‐dimensional observations and m = 3.5 for the two‐dimensional observations. No cases of shielding failure on 500‐kV transmission lines were observed. The ratio of lightning current at the top of the isolated tower to the lower part was about 11 to 1. In addition, the lightning current waveform at the top of the isolated tower was similar to that at the lower part. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 130(2): 59–67, 2000     

输电线路雷击组合测距新算法

针对现有输电线路雷击定位方法存在的诸多缺点,提出一种新的测距算法。该算法综合考虑雷电定位系统(LLS)和单端行波测距法的特点及适用性。首先利用现有LLS判断出雷击的大致距离,然后利用该距离及线路参数来准确识别故障点反射波和对端母线反射波到达测量端的时刻,进而利用单端行波测距法精确测得雷击距离。该算法克服了地理环境、探测站距离等因素对LLS定位精度的影响,以及单端行波测距因无法准确辨识故障特征波前而导致测距精度无法保证的不足。在雷击故障时,测距公式充分利用测量数据,消除了波速不确定的影响,并在一定程度上消除了弧垂和线路长度变化对其带来的影响。EMTP仿真结果验证了该算法的正确性,并且测距精度得到很大的提高。     

基于实时雷击信息的输电线强送决策方法

输电线因故障跳闸重合不成功时,对于重要线路往往采取强行再次合闸试探是否为瞬时性故障,这种强行合闸决策具有较大的盲目性。提出了一种利用实时雷电信息进行雷击预警作为是否强送的决策依据的新方法。当输电线路处于雷击预警区内,若因故障重合不成功时,可容许进行强行送电操作,反之不采取强行送电操作,避免系统遭受第二次故障冲击。给出如何进行输电线雷击预警及作为强送决策的方法及算例,验证了利用雷电信息作为强行送电决策依据的可行性。     

基于BP神经网络的输电线路雷击故障预测

雷击故障是输电线路故障的主要原因,需要对输电线路雷击故障进行预警以减少其造成的损失。传统雷区预报方法在预报准确性与雷区识别精度之间存在矛盾,难以进一步提高雷击故障预测的准确性。考虑到电力系统运行中积累了大量雷电和雷击故障的历史数据,本文建立了基于BP神经网络的输电线路雷击故障预测方法。首先在历史雷击故障统计分析的基础上,筛选出输入特征;然后分别应用粒子群算法和LM算法确定网络初始权值并进行网络训练;最后基于实际雷电数据和电网雷击故障数据对本文模型进行验证,仿真结果表明,本文方法能够预测80%的雷击故障,可为实际电网的雷击故障防御提供参考。#$NL关键词：雷击; 输电线路故障; 故障预警; BP神经网络#$NL中图分类号：请作者自查