同杆双回线断相故障计算的解耦相分量法

按照仅保留双回线的原则选取同杆双回线首末节点作为边界节点,在相坐标下将同杆双回线进行解耦处理,建立同杆双回线的解耦等值电路。避免了直接在相坐标下进行计算时各相之间的耦合,根据简单的电路理论即可分析复杂的同杆双回线完全或者非完全断相故障。此方法避免了同杆双回线断相故障计算中复杂的序网连接,可以方便、精确地模拟同杆双回线断相故障,且方便计及非完全断相时的断相口故障阻抗。算例表明该方法是分析计算同杆双回线断相故障的一种十分有效的方法。     

同杆双回线跨线接地故障的距离保护算法研究

提出了一种距离保护新算法来解决双回线跨线接地故障下的故障测距问题.该算法通过六序分量法分析同杆双回线跨线故障模型,相邻线路的零序电流可通过保护安装处的零序电流结合双回线的故障特性求得,以此消除线路耦合的影响.据此,实现了基于单端单回线电气量的距离保护方法.仿真结果表明,所提出的算法在发生金属性跨线接地故障时能准确计算出故障阻抗,优于现有基于单端单回线的距离保护算法.     

同杆双回线跨线短路故障计算的等值双端电源相分量法

基于二端口网络理论,采用等值双端电源相分量法进行跨线短路故障计算.选取跨线短路点作为边界节点,在相坐标下将复杂的跨线短路故障模拟成等值的双端电源节点之间的连接,从而利用简单的电路理论即可分析复杂的同杆双回线跨线短路故障.此方法可简单、方便、精确地模拟各种类型的跨线短路故障,方便地计及短路点接触电阻的影响;取消了复杂的序网连接;物理意义明确,原理简单,计算速度快,计算结果精确.算例表明该方法是分析同杆双回线跨线短路故障的一种十分有效的方法.     

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。     

一种适用于低线间距的同杆双回线跨线故障等值算法

针对同杆双回线跨线故障解算复杂、难以定性分析,结合保护研究的定性分析要求,提出了一种基于故障等值化简的跨线故障算法。利用低线间距同杆双回线的相间互感与线间互感较为接近的特征,用互感均值将同杆模型简化,通过等值化简将跨线故障化简成虚拟单回线故障进行解算,将所得电气量代入原双回线系统解算出双回线各相线的故障电气量。通过算例将三种典型跨线故障的结果与ATP-EMTP仿真结果进行了对比,结果表明使用均互感参数的跨线故障等值计算方法是有效和实用的,利用低线间距同杆双回线模型能够正确反映出实际中大多数跨线故障的故障特征,大大简化计算过程。     

同杆双回线跨线故障的准确故障定位方法

本文在深入分析同杆双回线跨线故障特征的基础上提出了一种基于六序分量补偿过渡电阻的同杆双回线跨线故障的准确故障定位方法,基本解决了目前在跨线故障时不能准确定位的问题。该方法能够准确地计算出同杆双回线跨线故障的故障距离和相间过渡电阻,其结果且不受负荷及系统阻抗角变化的影响。该方法理论分析简单,计算量小,可用于实时双回线的距离保护和故障定位。本文最后给出了计算机仿真结果。     

同杆并架双回线基于电流突变量的综合选相

相电流差突变量选相元件在单回线故障中具有良好的选相性能,但在同杆双回线跨线故障中可能误选相.利用六序故障分量的分析方法,分析了相电流突变量在同杆双回线跨线故障中的幅值和相位特征,给出了其相位比相方程.在此基础上,提出了一种运用测量阻抗和方向元件相结合的综合选相方法,并给出了选相流程图.仿真结果表明,在双回线简单故障和跨线故障时,基于单回线单端电气量的同杆并架双回线综合选相方法具有较理想的选相性能.     

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.     

利用电压辅助电流选相的同杆双回线单端电气量选相原理

目前同杆双回线后备保护I段的电流选相算法复杂或选相不够准确,而且近端故障时有时因电流互感器(current tranformer,CT)饱和而导致电流选相不准确或漏选相,针对此问题提出一种利用电压辅助电流选相的同杆双回线单端电气量选相原理,并给出了辅助选相判据.先利用故障初始阶段3相电压和3个同名相电流和的工频分量的变化量分别选相,共同确定故障相别,保证了近端单回线和跨线故障时选相元件不会因电流互感器饱和而无法正确选相,也避免了单纯使用电压选相在线路中远端发生故障时可能出现的选相困难;然后再比较各故障相的同名相电流故障分量的相位和幅值关系来判断出具体的故障相序,并在CT饱和时取故障稳态时的电流分量进行比较.该方法可对同杆双回线的各种单回线和跨线短路故障进行选相,原理简单,可靠性高.ATP-EMTP仿真结果表明,该方法能够实现双回线80％范围的单回线及跨线故障的可靠选相,可作为保护Ⅰ段的选相判据.     

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。     

断相加短路故障计算的等值双端电源相分量法

提出了一种含有固态限流器的电力系统断相加短路故障计算的等值双端电源相分量法。首先,给出一种新的断相加短路故障的模拟方法。该方法在相坐标下,通过在虚拟故障端口与大地之间连接一条阻抗支路模拟固态限流器和短路故障,在虚拟端口之间连接一条阻抗支路模拟断相故障。然后,基于二端口网络理论,将复杂网络简化成仅含有2个节点的双端电源等值电路,利用相序变换技术,在相坐标下将断相加短路故障模拟成等值的双端电源节点之间的连接。所提方法的主要特点在于:可方便地计及固态限流器和故障点的接触电阻的影响;取消了复杂的序网连接。算例表明:该方法是分析含有固态限流器的电力系统断相加短路故障计算的一种有效的方法。     

计及网络操作时电网任意复杂故障的简便计算方法

在计及网络操作的情况下，为计算电网任意复杂故障，首先将网络操作和任意复杂故障统一处理成对原网对称修正与不对称修正的组合，然后以操作支路和故障支路两侧节点为边界，将故障电网分解成对称修正网络，原网和不对称修正网络三大部分，基于叠加原理和多端口网络理论，导出了计及网络操作时计算电网任意复杂故障所需的全部公式。该方法的主要特点是：（1）计算过程中保持原网拓扑结构不变，计算过程简单；（2）对故障类型没有限制；（3）可自动适应网络拓扑结构变化；（4）既适用于相坐标也适用于序坐标。     

基于对称分量模型的电力系统短路故障计算方法

对称分量法及其序网联接技术是电力系统故障处理的传统方法，但目前存在着许多因素引起了网络参数的三相不对称，以至序网无法分离，序网联接技术失效。该文以相分量故障处理方法为依据，提出了一种相分量坐标下的故障向量变换法。采用多态计算技术，用矩阵变换代替传统的数值计算，用不同的矩阵参数表达各种对称和不对称短路故障的特点，以使用统一的公式计算短路故障，将该方法推广至对称分量坐标下，无需序网联接就可以实现对称分量坐标下短路的故障处理，简化了短路电流计算编程的难点，分析了组合故障等情况，给出了新方法的处理结果，用实例证明了该方法简单实用的优越性。     

计算电网中电压元件保护范围的新方法

基于线路短路故障通用计算模型,利用正序网节点阻抗矩阵,根据电压元件保护范围末端相间短路时,保护安装处母线电压与电压元件定值相等的特点,提出了通过求解一元二次方程直接计算电压元件保护范围的新方法。该方法适用于各种接线形式的复杂网络,具有通用性强、计算量小、结果精确、易于编程实现等特点。     

A new distance relaying algorithm based on complex differential equation for symmetrical components

This paper presents a new digital impedance measuring technique for transmission lines that combines symmetrical components and the complex differential equation of an equivalent fault loop circuit. The phase voltages and currents at the relaying point are transformed into symmetrical components using Fourier filters of short window length. Depending on fault type, an appropriate fault loop circuit is formed, signals of which are the appropriate symmetrical components, while a parameter of which is the positive sequence impedance being a geometrical measure of the distance from the relaying point to a fault. The impedance, however, is measured very fast by on-line solving the complex differential equation originated for this fault loop circuit. Consequently, this approach combines frequency domain estimation of symmetrical components (accurate filtration) and time domain measurement of positive sequence impedance (high speed response).

The presented method suits well the protection of parallel lines against high-resistance faults occurring very close to the far end of a line. A new method is proposed for detecting high-resistance faults and deciding which line out of two parallel lines actually suffers a fault.

The included EMTP test results demonstrate the efficiency of the proposed relaying algorithm.     

雷击与短路故障的S变换特征量识别方法

输电线路落雷后雷电冲击干扰超高速保护动作。基于行波特征区分雷电冲击与短路故障有一定局限性,提出一种利用母线电压信号特征识别雷击与短路故障的新方法。以IEEERBTS-6标准测试系统为仿真对象,对不同雷击情况以及短路故障进行了仿真,验证了该算法的正确性和有效性。检测到的母线电压进行S变换,提取S变换时频等值线和幅值包络向量,根据是否含高频分量和等值包络向量的修正一阶中心矩的正负,直观准确地实现类型识别,并对特征提取和识别算法进行研究。它利用现有电能质量监测装置检测的信号进行识别,为通过母线电压波形辨识雷电冲击与短路故障提供了新方法。     

Faults locations in automated distribution system

This paper presents new techniques for locating short circuit and open conductor faults on automated distribution system. This is a unique method where short circuit and open conductor faults are treated simultaneously. The proposed fault location scheme is capable of accurately identifying the zone in which fault occurs. Temporary faults are also detected which may not result in a blown fuse. Data is made available to the substation remote terminal unit from various automated distribution system equipments. Decision is taken based upon the magnitude of fundamental frequency component of voltage and current phasor. Testing of proposed fault location method has been demonstrated on the laboratory model for its practical use. Analogues simulation results are obtained using electromagnetic transients program (EMTP).     

特高压输电线路短路故障时的自由振荡频率分析

特高压输电已成为现代电力系统发展的必然选择。由于它的特殊性和其对系统安全的重要性,找到适合它的保护配置势在必行。特高压输电线路在发生短路故障时会产生自由振荡频率的电流分量,它能为保护提供有效的故障信息。为此,对特高压输电线路在发生各种短路故障时产生的自由振荡频率进行了分析,在不对称故障时利用对称分量法对三相耦合线路进行了解耦,然后通过构建正负序复合网络得到了三相无耦合的自由振荡频率分布,解决了相间短路故障自由振荡频率不易辨识的问题,明确了自由振荡频率可作为有效的故障信息,从而为基于自由振荡频率的暂态保护新原理提供理论支持。鉴于特高压线路都装设有并联电抗器,讨论了它对自由振荡频率的影响。通过PSCAD和MATLAB对实际特高压线路的联合仿真验证,证明了该理论分析的正确性。