超/特高压输电线路宽频窗短时窗行波差动保护方法

行波差动保护(traveling wave differential protection,TWDP)基于分布参数线路的行波传输不变性,行波差动电流(traveling wave differential current,TWDC)天然地考虑了分布电容电流和传输时延,在超/特高压(extra-/ultra-highvoltage,EHV/UHV)输电线路保护中具有性能优势。行波差动保护在实际应用中面临2项制约:一是有限的硬件水平和通信条件,二是电容式电压互感器传变频带窄,使得现有行波差动保护只采用了窄频窗的故障行波信息,无法兼具快速性和可靠性。为此,该文提出采用宽频窗短时窗的故障行波信息,首先分析区内外故障时行波差动电流的频率分布,然后据此提出一种新型行波差动保护方法,动作快速可靠。仿真验证表明,该方法所需采样率适中,不要求实时通信,灵敏度高,具备选相跳闸能力,因此具有良好的应用前景。     

高压直流输电线路电流差动保护新原理

通过分析直流系统控制特性作用下的输电线路故障特征,提出了一种新的高压直流输电线路电流差动保护原理.在分布参数模型基础上,利用两端换流站电压、电流量分别计算区内某点处两侧电流之和.区内故障时,得到的电流与故障支路电流相关,其值较大;区外故障及正常运行时,计算得到的是误差电流,其值很小.与行波保护相比,该保护能够可靠识别区内、外故障,可以在故障全过程投入,且具有可靠性高、对采样频率要求低、计算简单等优点.与现有的直流线路电流差动保护相比,该保护不受分布电容电流影响,故在暂态过程即可动作而无须等待暂态过程结束,动作速度快.仿真结果表明,在各种工况下,该保护都能灵敏、可靠地区分区内、外故障.     

母线采样值差动保护数据窗选取方法研究

采样值差动保护动作行为的正确性取决于数据窗选取的准确性。文中基于电流互感器(current transformer,CT)的磁滞特性,分别对母差区内外故障情况下制动电流与差动电流瞬时值和变化率的特征进行分析,在此基础上,提出一种应用于母线采样值差动保护的数据窗选取方法:首先选取数据窗特征点,再由数据窗特征点倒推数据窗起始点,并进行了实时数字仿真(real time digital simulation,RTDS)验证。本采样值差动保护原理不受系统频率、电流非周期分量及CT传变特性等影响,在区外转区内复杂故障情况下,依然可以保证差动保护动作的快速性和可靠性,数据窗选取方法精准可靠,提高了采样值差动保护动作的灵敏性。     

一种基于采样值差动的母线故障分析

采样值差动在母线保护运用中对非典型故障存在灵敏度差的问题.为此,通过仿真与动态模拟试验,论述了电流差动原理,进行了复杂故障的模型、数据及原理分析,针对母线非典型故障,提出了将采样值差动保护与稳态相量差动保护相结合的解决方案.     

基于小波变换的电流行波母线保护的研究(一)--原理与判据

传统的母线差动保护受负荷电流、电流互感器饱合、过渡电阻等因素的影响比较严重.为进一步提高母线保护的动作速度和灵敏性,本文提出了基于故障电流行波的行波母线保护原理.以一个半断路器母线接线型式为例,对母线区内外故障的情况以及各种因素对它的影响进行了分析,给出了相应的动作判据.理论分析表明,利用电流行波实现的母线保护具有动作速度快,灵敏度高和简单可靠等特点.     

输电线路分相电流差动保护装置间通信的研究

输电线路分相电流差动保护两侧数据的同步采样是实现电流差动保护的关键。本文分析了现有同步采样方法的优缺点,在此基础上优选出一种基于采样值序号的数据修正方法。该方法原理简单,不用增加任何硬件设备便可达到保护数据的同步要求。此外,针对目前数字式分相电流差动保护装置通信缺乏灵活性这一特点,提出了专用光纤通道与复用PCM通道相结合的自适应式通信方案,即通过对通信通道的监视,自动识别通道的工作状况,从而实现二者的自动切换,可以大大提高通道的可靠性。     

基于整形变换降容的电流差动保护原理与实现

电流差动保护因速动性好、灵敏度高成为广域继电保护的研究热点,但广域电流差动保护的实施使得设备间纵联通信流量骤增,严重影响了保护性能.基于此,提出一种基于整形变换降容的电流差动保护原理.该原理将多字节浮点型电流模值和电流相位基于单字节整形变换,交换变换信息可以大幅降低通信量;无需解码直接进行差动电流和制动电流计算,构建新...     

三相同时刻采样值电流差动保护

采样值差动保护具有对系统谐波不敏感和波形识别等优点，作为一种全新的涌流鉴别方案很快被应用到变压器中。但采样值本身的离散性使其存在轻微故障时灵敏度不足的缺点。该文就如何利用三相电流同时刻采样值构成新的电流差动保护判据进行探讨。新型差动保护计算差动电流和制动电流的瞬时值，充分、合理地利用三相电流在单个采样时刻的有效信息进行幅值计算，进而构造差动判据。显然该新型差动保护兼有两种差动保护优势。理论分析和动模试验表明，这种差动保护方案具有数据窗短、可靠性高、波形识别能力强、不受频率偏差影响的优点。     

基于分相电流突变量相位比较的广域继电保护

随着数字化技术的发展,电流相位差动保护可以得到进一步的应用,特别是降低广域差动保护对精确同步采样的依赖。信息量大导致通信裕度降低是实现广域继电保护的难点。为降低系统通信量,并保证保护的灵敏度和可靠性,提出了一种基于分相电流突变量(简称ΔI)相位比较原理的广域继电保护故障元件识别算法。结合该算法在广域继电保护中的实现,阐述了分相ΔI启动算法、基于补偿电压过零点的同步校正方法以及采样点比对的相位差动策略及其配置于广域继电保护中的应用方案等关键问题。仿真结果表明该算法具有原理简单可靠、动作速度快、灵敏度高等优点,且能够适应高阻接地、非全相运行、故障发展及故障转移等复杂故障工况。     

输电线路分相电流差动保护装置问通信的研究

输电线路分相电流差动保护两侧数据的同步采样是实现电流差动保护的关键。本文分析了现有同步采样方法的优缺点，在此基础上优选出一种基于采样值序号的数据修正方法。该方法原理简单，不用增加任何硬件设备便可达到保护数据的同步要求。此外，针对目前数字式分相电流差动保护装置通信缺乏灵活性这一特点，提出了专用光纤通道与复用PCM通道相结合的自适应式通信方案，即通过对通信通道的监视，自动识别通道的工作状况，从而实现二者的自动切换，可以大大提高通道的可靠性。     

基于小波变换的配电变压器差动保护相位补偿方法

为降低配电变压器故障引起的财产安全损失,提升电力系统运行稳定性,提出了基于小波变换的配电变压器差动保护相位补偿方法。首先,通过计算线模行波电流波动及其梯度绝对值大小,判断配电变压器有无故障,即创建保护启动判据。然后,依据等效线模行波差动电流的能量比确定故障区域,并计算小波变换故障区域的初始模量反向行波差动电流,以获得小波变换模极大值。最后,通过构建故障选极判据获取故障类型,计算故障状态下配电变压器空载合闸时的励磁电流,判断励磁涌流和内部故障电流的变化,并结合保护输出信号的开启和关闭,实现配电变压器的差动保护相位补偿。仿真实验表明,该方法可对区内故障进行有效鉴别,具有很强的可靠性及有效性。负载工况下,该方法相位补偿后电压电流的相位差一致,具有更好的稳定性。     

新型输电线路故障综合定位系统研究

传统的基于故障稳态量的常规故障定位及基于故障暂态行波的行波定位都存在一定的局限。文中对常规定位模型进行改进,既简化了计算,又提高了精度,同时对行波定位进行改进,采用专用行波传感器,提高ＧＰＳ同步时钟精度与采样频率,并利用小波变换进行行波波头检测,从而提高了定位精度。把常规定位和行波定位有机结合,研制了输电线路故障综合定位系统,动模实验,高压冲击试验和ＲＴＤＳ试验都表明该综合定位系统具有很强的鲁棒性     

基于Hilbert-Huang变换的HVDC突变量方向纵联保护方法

高压直流输电线路的行波保护存在对装置采样率要求高及耐受过渡电阻能力差等问题。作为后备保护的纵联电流差动保护,为了防止线路分布电容等问题导致的误动,失去了速动性的优点,动作时间较长。利用HVDC线路发生区内外故障时,两端保护装置检测的电压和电流突变量的极性差异,提出基于Hilbert-Huang变换的突变量方向纵联保护方法。在分析不同故障时电压和电流突变量相位差别的基础上,采用Hilbert-Huang变换求取突变量相位差,识别两者的极性差异,进而判断故障发生的方向。基于PSCAD/EMTDC搭建了高压直流输电仿真模型,仿真结果表明,所提方法在各种故障情况下都能够实现保护的快速识别,可靠性高,且受过渡电阻的影响较小。     

基于小波变换的直流线路行波保护采样数值稳定性研究

高压直流输电系统由于输送容量大,输电距离远,在我国电力系统中起到越来越重要的作用。一旦直流输电线路发生故障,快速准确识别故障具有极其重要的意义。对小波变换的直流输电线路行波保护方案进行了研究,发现在10 kHz的采样率下,对同一行波不同的采样,可导致小波变换模极大值的波动范围达7倍以上,意味着采用离散采样进行保护整定有严重的数值稳定性问题。提出了多重采样方法,以采样重数为表征指标,获得了小波变换方法故障指标数值波动的可能范围,分析了数值波动概率分布情况,并获得了过渡电阻值对故障指标波动范围的影响。该研究方法和结论对于实际工程中的行波保护整定,具有较重要的参考意义。     

基于高频分量的高压直流输电线路单端保护方法

输电线路是高压直流输电系统中故障率最高的元件。针对现有输电线路行波保护耐过渡电阻能力差,存在难以识别区内高阻故障和远端区外金属性故障的问题,提出了一种高压直流输电线路单端保护方法。基于高压直流输电系统拓扑,分析了高压直流输电线路区内和区外故障电流的特征,从而利用小波变换提取高频分量电流构建保护方法。仿真结果表明,该方法不受过渡电阻、故障距离影响,保护可靠性高。     

基于小波变换的HVDC输电线路电压行波保护新方案

分析了高压直流输电线路故障电压行波的特点,提出了一种基于小波变换的新型电压行波保护.利用小波变换对电压行波作多尺度分解,将分解后较高尺度的模极大值及其附近若干个小波分解系数的平方相加,结果与整定值比较构成保护判据.一方面,高尺度的小波变换能够降低噪声的干扰;另一方面,由于平方和的作用有利于保护对经高阻接地故障的准确判断.大量仿真及理论分析表明该方案具有较高的灵敏度和可靠性.     

基于小波变换的发电机裂相横差保护原理

提出一种基于小波分析的发电机采样值裂相横差保护新方案。通过多尺度B样条小波对发电机裂相横差电流进行分解和重构，得到相应的暂态电流分量，以此判另q发电机故障。仿真分析表明，基于小波理论的发电机裂相横差保护或不完全裂相横差保护在各种情况下均能取得较高的保护灵敏度和选择性，同时也具有较强的抗电流互感器饱和能力，是一种理想的发电机内部故障主保护方案。     

柔性直流输电的改进行波保护仿真研究

柔性直流输电(VSC-HVDC)由于其特殊的控制系统和结构,线路故障后故障电流上升快,极易损坏换流器件。在行波保护基本原理的基础上,研究采样率对于保护灵敏性的影响。仿真分析发现,合适的高采样率可以显著提高行波保护的灵敏性。配合以极波变化率作为保护启动判据,以极波斜率区分雷电干扰和短路故障,以极波差值构造故障选极判据,提出一种适用于柔性直流输电线路的改进行波保护。在PSCAD/EMTDC平台上对双端柔性直流输电系统进行仿真分析,仿真结果验证了该新型行波保护具有良好的灵敏性,并且具有较强的抗干扰能力。     

基于VMD-WVD的故障行波全波形时-频分析方法

受高阻接地故障、过零点故障和高频噪声等因素的影响,行波波头检测困难,导致行波保护和故障定位方法可靠性不高.由于故障行波具有全时频特性,检测一定时间窗内时频域行波波形将包含全景故障信息,从而实现故障特征可观测.融合故障行波时频域信息,提出了基于全波形信息的故障行波表现形式.在此基础上,提出了一种基于变分模态分解(VMD)...     

输电线路功率型行波纵联保护新方法

为提高纵联保护的灵敏性与可靠性,提出一种行波功率型的纵联保护新算法。该算法利用彼得逊等值模型,分析线路区内、区外故障时的初始行波分布特征,给出了初始行波无功功率定义。基于S变换提取单频率的初始电压、电流行波,计算出初始行波无功功率,根据线路两端的初始行波无功功率幅值之比构成保护判据。当被保护线路区外故障时,线路近故障点端几乎测量不到初始行波无功功率,而远故障点端测量到的初始行波无功功率数值较大;被保护线路内部故障时,线路两端均存在较大的初始行波无功功率。根据线路两端测量的初始行波无功功率相对大小关系,能够明显地区分出线路内外部故障。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护性能可靠性高、动作速度快、动作门槛值整定简单、计算量小;在小故障初始角下仍能准确识别区内外故障,且不受故障类型、故障位置、过渡电阻和母线结构等因素影响。