架空线-电缆-架空线混合线路故障定位方法研究

为了解决波速不准确对混合线路故障定位的影响,提出一种架空线-电缆-架空线混合线路故障定位新方法。首先,通过检测各区段的零序电流幅值差异度,实现故障大区段检测;然后,基于纯架空线或纯电缆线路的波速相同特性,通过检测故障行波首次到达故障区段两端的时间,实现故障小区段检测,进一步缩小故障区段;最后,结合三端行波法对架空线-电缆-架空线混合线路进行故障测距。仿真结果表明,该方法简单,高效,抗干扰能力较强,测距精度满足要求。     

基于分布参数模型的混合线路故障测距新算法

通过研究基于分布参数模型的传统架空线路双端电气量测距方法,针对混合输电线路电气参数不一致的问题,提出了一种基于连接点电压比较分段故障定位的双端测距新方法。该算法基于混合输电线路分布参数模型,通过双端电流、电压值及不同线路电气参数推算各连接点处电压并比较其幅值大小,确定故障发生区段,利用故障区段两端连接点电压、电流按传统单一输电线路双端电气量测距原理计算故障距离。理论分析和ATP/MATLAB仿真表明,该方法能够准确确定电缆-架空线混合输电线路故障位置,并适用于更为复杂的多段混合输电线路。     

基于分布参数模型的混合线路故障测距新算法

通过研究基于分布参数模型的传统架空线路双端电气量测距方法,针对混合输电线路电气参数不一致的问题,提出了一种基于连接点电压比较分段故障定位的双端测距新方法.该算法基于混合输电线路分布参数模型,通过双端电流、电压值及不同线路电气参数推算各连接点处电压并比较其幅值大小,确定故障发生区段,利用故障区段两端连接点电压、电流按传统单一输电线路双端电气量测距原理计算故障距离.理论分析和ATP/MATLAB仿真表明,该方法能够准确确定电缆-架空线混合输电线路故障位置,并适用于更为复杂的多段混合输电线路.     

配电网混合线路单端行波测距法

提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线与电缆混合线路单端测距的方法。该方法分2步确定故障点:首先根据故障行波的传播特性,提出新的判据以确定故障区段,此判据根据特征波的逻辑运算结果确定故障区段;然后在定段的基础上再实现准确定位。     

电缆-架空线混合线路故障行波测距新方法

电缆-架空线混合线路的故障测距存在2个难点:电缆依频特性突出.波头不易准确捕提;线-缆接头处波阻抗不连续,行波发生反射,增加了故障点反射波识别的难度.分析了电缆-架空线混合线路不同区段故障时,连接点处的负序电流分布特征,提出了一种电缆-架空线混合线路的故障测距新方法.对确定的电缆-架空线混合线路,于故障附加负序网络利用线路两端电气量推导线缆接头处的分布电流,藉此判断故障区段;此后,根据确定的线-缆长度所对应的行波折反射规律,剔除线缆接头处的反射波干扰:根据电流线模分量与零模分量模极大值的极性规律确定故障点反射波,实现电缆-架空线混合线路的单端故障测距.同时,揭示了线路发生单相接地故障的模量耦合现象与规律.大量电磁暂态仿真表明,不对称接地故障存在线模与零模耦合,该电缆一架空线混合线路的故障测距方法有效.     

基于故障指示器的配电混合线路重合闸策略

针对配电混合线路无法确定是否投入重合闸的问题，提出一种基于故障指示器（fault current indicator,FCI）的配电混合线路自适应重合闸方法。首先，分析了架空线–电缆、架空线–电缆–架空线等不同类型混合线路发生故障时的FCI告警指示，并据此实现故障区段的判别，若故障位于架空线则开放重合闸，若故障位于电缆则闭锁重合闸。其次，给出了FCI的安装原则，即在混合线路的架空线上靠近线缆连接点处安装FCI。然后，分析了采用过电流动作法和自适应负荷电流过流突变法2种检测方法的FCI性能，通过对比，选取采用过电流动作法的FCI。最后，利用PSCAD搭建了配电网模型，故障仿真结果表明该方法可有效判别故障区段，不受故障位置的影响，能够实现自适应故障区段重合闸。     

基于行波原理的110kV架空线-电缆混合线路自适应重合闸控制技术研究

提出一种基于行波原理的110 kV架空线-电缆混合线路故障分段原理,即通过将混合线路故障产生的初始行波浪涌到达线路两端的时间差与一系列整定值比较采确定故障区段(电缆区段或者架空线区段),这些整定值即为所有电缆与架空线连接点故障时产生的初始行渡浪涌到达线路两端的时间差值,可预先根据线路结构参数计算出来.在此基础上,提出一种110 kV混合线路自适应重合闸控制方案,该方案首先通过混合线路双端行波故障分段系统识别故障区段,然后通过向相应的微机保护装置发送重合闸允许信号(架空线故障)或闭锁信号(电缆故障),从而实现自适应重合闸控制.     

基于分布参数模型的混合输电线路精确测距及重合闸方案

华东镇海—舟山500kV线路工程采用复杂的电缆-架空线混合输电线路,发生故障时无法准确对故障位置进行定位,且现有的重合闸方案无法实现自动识别架空线路故障并投入重合闸。文章提出一种基于分布参数模型的混合线路故障测距方案,方案采用正序故障分量,利用混合线路各段准确参数,分别采用线路两侧电气量计算沿线各点的电压有效值。根据两侧电气量计算的故障位置电压有效值相等的特点,对故障位置进行准确计算。且针对实际工程对重合闸的需求,提出一种故障位置区段定位方法。该方法通过比较用两侧电气量计算的电缆和架空线交界处的电压有效值对故障所在区段进行定位,以实现故障点位于电缆线路时不重合,故障点在架空线时重合闸。仿真结果表明,采用华东镇海-舟山500kV线路工程各段准确参数,各故障位置、各故障类型测距误差均不大于2.5%或±1km,测距结果不受过渡电阻影响,且可实现自动识别架空线故障并投入重合闸。     

基于中值电阻投切的故障选线与定位新方法

消弧线圈接地系统并联中值电阻为故障选线与定位增大了信息的可利用度,基于此提出利用中值电阻投入前后工频增量系数的选线与定位方法。分析了中值电阻在系统故障时的投切时间,并梳理了投入前后零序电流工频信息的故障特征及其差异性。研究发现在投切电阻时故障线路零序电流分量突增而健全线路零序电流分量降低;故障区段的上游段零序电流分量突增而下游段零序电流分量降低。针对此差异性,计算投入电阻前后零序电流分量半周积分值的比值为工频增量系数K,基于故障线路与健全线路的K值比较及故障区段的上游与下游K值比较,实现故障选线和区段定位。利用Matlab/Simulink建立混合电缆-架空线系统仿真模型,仿真结果验证了所提出选线定位方法的有效性。     

利用暂态行波的架空线—海底电缆混合线路故障定位方法

分析架空线—海底电缆混合线路发生故障后行波的传播特点,并在此基础上提出一种利用暂态行波的架空线—海底电缆混合线路故障定位方法,以架空线与海底电缆连接点处发生故障后暂态行波传播到混合线路两端母线的时间差值为整定值序列,当架空线—海底电缆混合线路发生故障后,通过所测得的故障暂态行波传播到混合线路两端母线的时间差值与整定值序列进行比较确定故障区段,再通过相应测距公式进行测距计算。PSCAD仿真结果表明,本方法可以准确可靠地测出故障点。     

柔性直流输电换流器故障特性分析及诊断研究

为了准确识别柔性直流输电电压源换流器故障类型及位置,在分析换流器故障特性的基础上,给出了一种简便快速的故障识别及定位方法。基于两电平电压源换流器的VSC-HVDC的系统仿真,分别建立了交流侧单相断线故障时直流电压、直流电流波动分量计算模型和两侧换流器故障交流电流计算模型,分析了故障换流器交流侧谐波与直流侧谐波分量的关系,给出了柔性直流输电换流器故障谐波传递规律。根据已建立的故障换流器数学模型和交直流侧谐波传递规律,以直流电流各次谐波分量、交流电流有效值和标幺化直流分量作为诊断特征量,提出了一种运算简便快速的故障定位方法,可用于识别电压源换流器中轻微故障的位置。仿真结果表明,提出的故障识别及定位方法能够在线实时准确地诊断电压源换流器轻微故障类型和位置,诊断时间最多需要35 ms。     

基于电流微分初始值的VSC直流配电系统线路故障定位方法

在分析基于电压源型变换器的直流配电系统线路发生单、双极故障时电压、电流时域及频域故障特性方程的基础上,推导得到电流微分方程,并利用不同故障类型下的正极、负极电压和电流突变量进行故障判别,根据故障电流微分初始值推导得到故障定位方程。通过联立回路方程解决过渡电阻问题,并利用插值算法对传统的差分算法进行改进,解决了差分算法替代微分值存在的要求采样频率高、误差大的问题。仿真结果验证了所提定位方法的正确性和可行性,表明了所提方法计算简单、定位精度高。     

一种基于改进阻抗法的直流微网故障定位方法

直流配电网故障定位是排查故障、保障线路安全和保证供电质量的关键。文中研究了现今直流微网中的故障定位技术,在基于电压源换流器的直流微网中分析了单极故障和极间短路故障时的故障响应特性,提出了一种利用换流器出口侧电容放电过程,提取其中的故障电压电流信息计算线路电感值从而确定出故障位置的新方法。根据电压关系将故障过程分段,利用暂态电流的变化率进行故障选线,再根据故障电路的二阶响应过程,确定出故障位置。在PSCAD/EMTDC中进行了仿真验证,结果表明,定位算法能够准确识别出故障类型以及故障线路并精确定位出故障位置。极间短路故障的定位误差在0.5%以内,单极接地故障的定位误差在3%以内。     

采用直流断路器的对称单极多端柔性直流故障清除策略

针对直流断路器应用中直流线路故障快速选择性隔离问题,研究了对称单极多端柔性直流线路故障清除策略。根据对多端直流系统的单极和双极接地故障特性的分析结果,得到了单极和双极故障初期相同的故障电流上升率余弦特性衰减特性。提出了基于电流变化率的方向纵联选线策略,同时设计了采用直流断路器策略实现故障隔离和重合闸的直流线路故障清除方案。通过搭建的PSCAD/EMTDC模型,对单极接地故障时的电流上升率特性和设计的直流线路故障清除策略进行了验证,仿真结果证明了电流上升率特性的正确性以及所述故障清除策略的有效性。     

一种基于饱和铁心型超导限流器的混合直流限流电路的研究

基于电压源型换流器的高压直流输电系统的故障电流幅值大、上升速度快,现有直流断路器的故障电流开断容量和开断速度受到很大挑战。提出一种基于饱和铁心型超导限流器的混合直流限流电路,利用饱和铁心型超导限流器及限流电阻共同作用实现阻感复合限流,并借助吸能电阻达到加速故障电流清除、缓解直流断路器开断压力的目的。根据直流故障暂态特性,结合该混合直流限流电路与混合式直流断路器的配合策略,分阶段对该混合直流限流电路的工作原理进行理论解析。通过数学推导给出所提混合直流限流电路的参数设计原则。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中对所提混合直流限流电路的原理正确性和功能有效性进行验证。结果表明,所提混合直流限流电路能有效抑制故障电流、缩短故障线路隔离时间、减少避雷器吸能并能实现饱和铁心型超导限流器快速恢复。     

基于电磁时间反转理论的非全程同杆双回线故障测距

为了解决非全程同杆双回输电线路故障测距中存在的双端数据不同步以及伪根识别的问题,首先利用故障区段识别函数组的正负相位特性确定故障发生的区段.在确定故障区段的基础上,采用了一种基于电磁时间反转的频域前行电流法进行故障测距.然后将故障区段两侧的电压、电流解耦后进行快速傅里叶分解,提取工频分量下的电流前行波并求取共轭.最后计...     

基于PSCAD/EMTDC的高压直流输电线路保护仿真研究

本文在PSCAD/EMTDC平台上建立了实用的直流输电线路行波保护系统模型。通过分析高压直流线路发生故障后的特点,按照行波保护的原理,利用直流线路发生故障瞬间,线路上产生的暂态电流电压行波的幅值和方向不受控制系统作用影响的特点,通过计算直流电压下降率和直流线路故障前后的电压电流行波差值,来判断直流线路是否发生故障。在南方电网贵广直流输电系统仿真模型上对所建立的直流输电线路行波保护系统进行了仿真测试,通过设定极1整流侧直流线路发生接地短路故障,验证行波保护系统的动作情况,仿真测试结果证明了本文所建立的线路行波保护系统的正确性和实用性。     

基于控保协同的环形直流微网单端测距保护技术

目前,直流微网的保护方案大都依赖于线路两端直流断路器的快速开断能力与通信设备的可靠性,然而现阶段直流断路器成本高昂,且线路两端通信将会大大增加直流微网的建设运行成本。基于以上背景,文中以四端环形直流微网系统为研究对象,提出了一种基于控保协同的单端测距式保护技术。该方法分为故障控制与保护实施2个阶段。在故障控制阶段,通过改变电压源型换流器(VSC)自身以及外加可控元件的主动控制策略,使直流线路故障电流为零;在保护实施阶段,基于采用主动控制后VSC直流侧输出电压的周期性(20 ms)与电力电子元件的可控性,构建VSC与故障点的唯一回路,然后基于传统RL算法即可实现单端无差故障定位,接下来会出现线路电流持续过零,在此基础上,通过快速隔离开关实现故障隔离。该方法基于控保协同思想,消除了环网系统单端故障测距中对端电流的干扰,且线路两端无需配置直流断路器,仅利用快速隔离开关与故障控制策略进行时序逻辑上的相互配合即可实现故障隔离。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端环形直流微网系统模型,验证了该控制和保护方案的有效性。     

高压电缆外护套故障测距误差分析及改进措施

为了提高直流电阻法故障测距的抗干扰能力和测距精度,分析了直流电阻法高压电缆外护套故障测距误差产生的原因,给出了减小故障测距误差的改进措施。从原理入手分析了直流电阻法故障测距的误差源,推导了电压测量和电流测量函数表达式以及故障测距结果函数表达式,在此基础上分析了大地杂散电流等干扰对电压测量和电流测量的影响,分析了直流电阻法故障测距过程中误差传递与合成的规律,论证了故障测距误差因子与测量电路元件参数、干扰信号频率、压频转换器计数时间以及注入直流测量电流的关系,针对误差分析结果,给出了减小故障测距误差的改进措施。计算和实验结果验证了改进措施的有效性。     

基于新型柔性限流器的直流配网故障特性分析

为抑制直流配电网短路故障电流,降低其内部断路器开断要求,提出了一种可串联于直流线路的新型柔性限流器.正常运行时,通过桥型电路将该柔性限流器旁路,使其不影响系统的运行.故障时,通过桥型电路的自然切换,将该限流器串入直流配电网系统,为故障回路提供可变箝位电压,实现AC/DC换流站出口放电电容压降的灵活控制,进而有效抑制故障...