ON LINE MICROPROCESSOR BASED RELAYING SCHEME FOR EHV/UHV TRANSMISSION LINE: AN EXISTING 400 kV LINE

ABSTRACT

One of the most challenging Job have been towards the development of relaying scheme for the protection of transmission line,because of its long length and its consequent, exposure to atmospheric hazards; therefore, BHV and UHV transmission systems need a reliable, fast, efficient and low cost protection scheme. Protection schemes using microprocessor is ahead in this direction as it is capable of realizing any type of complex threshold characteristics with changes in the software along and with minimal changes in the hardware. It is also capable of doing self-checks. The present paper is a step to this direction where microprocessor based protection scheme for on line protection of EHV/UHV transmission line using the fundamental components is designed, fabricated and tested in the lab. The proposed scheme is also Immune to transients.     

1000kV特高压输电线路保护的现状及发展

1000kV特高压输电系统由于其分布电容引起的故障暂态分量与500kV系统有本质的区别,因此研究1000kV特高压输电线路保护首先必须要研究1000kV特高压系统的暂态特性以及与500kV线路保护的区别。文章介绍了目前关于1000kV特高压输电线路保护研制过程中所关注的一些主要问题,如1000kV特高压系统暂态过程,特高压保护的关键技术问题等,对1000kV特高压输电线路保护提出了基于分布式模型的电流差动保护和距离保护测量原理。经过大量的动模试验验证：目前1000kV特高压输电线路保护完全能满足特高压电网安全稳定运行的要求。     

行波故障测距技术在500kV输电线路中的应用

超高压输电线路故障测距技术能够缩短故障修复时间,提高供电可靠性,减少停电损失。分析了现代行波故障原理及其系统构成方案,对故障测距技术在湖北500kV电网的实际运用情况进行了交流和探讨,介绍了行波测距系统在湖北超高压输变电公司的实际运行经验。     

用于特高压输电线保护的能量方向元件

传统能量方向元件在特高压线路中不能正确判别故障方向,同时当线路出口发生故障时由于系统内阻很小而导致有功能量方向元件也不能做出正确的判断。提出了一种应用于特高压长距离输电线路的故障分量式能量方向元件,并且提出了相应的方向纵联保护原理,用贝瑞隆算法加以实现;从而使保护的可靠性大大提高;分析了保护判据及其动作特性。通过数字仿真证明了所提方向元件原理和保护判据的正确性和可靠性,该元件具有不受系统暂态过程、过渡电阻、串补电容等因素影响的特性,而且其灵敏度不受故障类型及故障位置等因素的影响,同时动作速度也较快,不大于20ms。     

Study of wavelet-based ultra high speed directional transmission line protection

A novel wavelet-based directional protection scheme is presented in this paper. Using the theory of wavelet singularity detection as a powerful signal-processing tool, the initial arrival of the traveling wave and its sign can be identified reliably. Characteristics of the proposed directional protection algorithm are analyzed and results of simulation studies are given. The wavelet-based directional protection scheme solves several problems existing in current protective relays and is suitable for use as an ultra high speed UHV/EHV transmission line protective relay.     

一种序分量高压线路保护选相元件

本文通过对各种不对称故障的序分量相对相位关系的分析，得出了一种新型的序分量电流相对相位与不对称故障类型的对应关系，提出了新型的故障相区划分方法，用于高压线路保护的选相元件，能够准确确认各种故障类型及故障相别。通过大量动模试验表明，是高压线路保护实现单相重合闸较为理想的选相元件     

超高压长线的分相纵差保护方案设计

单一的差动保护判据无法兼顾超高压长线保护对灵敏性、速动性和可靠性的要求。文中利用相关分析结合各种判据特点设计了一个总体性能最优的综合方案，即用速动的相关差动判据反映严重故障，用高灵敏差动判据经长延时反映轻微故障，用灵敏的故障分量差动反映其他故障，用相量差动判据反映转移性和发展性故障。ATP的仿真初步证实：该方案具有反时限的动作特性，抗电容电流能力强，可反映高阻故障，满足了超高压长线快速、灵敏、可靠的要求。     

Relay protection operation for faults on Nyseg's six-phasetransmission line

This paper describes the performance of the protection system used for the first commercially operated six-phase transmission line in the world-New York State Electric & Gas's 93 kV (phase to phase and phase to ground) line from Goudey Station to Oakdale substation (USA) during faults in the winter of 1993. The paper briefly describes the basics of the High-Phase Order Transmission Demonstration Project and the integration of available state of the art microprocessor based relays, with a programmable logic relay (designed for the protection of conventional three-phase systems) in a hierarchical six-phase protection system. The operation of the protection system during two faults on the line in January and February 1993 is reported. The modeling of the six-phase line in a conventional three-phase short circuit study program is also considered and a comparison between the measured and calculated fault currents is presented     

110 kV线路距离保护的复合选相元件

准确有效的选相元件是高压输电线路采用单相自动重合闸的前提。该文通过分析目前微机保护中选相元件的不足,提出了电压电流突变量选相元件、电压电流序分量选相元件结合阻抗元件、方向元件以及瞬时值判断元件相结合的复合选相元件,能够准确地判断故障类型及故障相别。大量的PSCAD仿真表明其较好的准确性,是高压线路实现单相重合闸较为理想的选相元件。     

输电线路自适应电流纵差保护方案设计

采用单一判据的电流纵差保护无法兼顾超高压线路对灵敏性、速动性和可靠性的要求。对现有判据进行综合分析、取长补短,结合自适应原理,设计了一个总体性能最优的保护方案,即用基于故障分量瞬时值的差动判据反映严重故障;用故障分量相量的差动判据反映轻微故障;用全电流差动保护判据反映转移性和发展性故障;用零序电流差动保护判据反映轻微的高阻接地故障。ATP仿真结果表明,该方案具有良好的反时限特性,切除故障的速度加快,且可以反映高阻接地故障,是一种性能较好的超高压线路电流纵差保护方案。     

基于小波变换的行波差动保护

行波差动保护在原理上具有灵敏可靠及良好的选择性等优点,而且不受分布电容电流、母线结构、过渡电阻、电流互感器饱和等因素的影响.但传统的行波差动保护要求实时传送所有高速采样数据,目前的通信手段难以胜任;若降低采样频率,则保护的灵敏度和可靠性将会降低.文中在对行波的小波分析的基础上,提出了基于小波变换的行波差动保护原理和算法.新的保护仅利用行波故障信息中的关键信息--行波波头信息,显著减少了数据通信量,使之能够适应现有的通信手段,同时提高了保护的灵敏度和可靠性.分析和仿真表明该保护动作快速、灵敏、可靠,可作为超(特)高压输电线路主保护.     

A hybrid algorithm for high speed transmission line protection

A common method used in UHV transmission line protection is based on impedance measurement technique. The fault detection speed of impedance protection schemes cannot be improved without sacrificing the relay reach limit. Protection algorithms based on fault generated transient signals have shown promising results in improving the speed, but these methods have inherent reliability problems. This paper examines how the fault generated transient information can be used to achieve fast fault detection speeds in a distance protection scheme while maintaining a high reliability level.     

方向高频保护的动作行为分析：第一部分：复杂系统的复故障计算

方向高频保护高压和超高压输出电线路的主要保护方式,其动作性能对电力系统的安全运行影响甚大。     

Stochastic analysis of fault-induced transients for distance relaying application

It is well known that the operation of distance relays relies on the power frequency components to calculate the fault impedance and hence make decision on tripping. It is also discovered that the transient induced during fault has a significant effect on the performance of distance protection, especially on that of the high-speed protection. A better understanding on fault transient can lead to a better relay design and better performance in terms of speed and relay reach. This paper analyzes the fault transients in EHV transmission lines by using time-domain stochastic techniques. Major emphasis are placed in the investigation into the differences between the fault transient attributes of different fault types and the transient features of the composite signals used in distance relay, such as the phase-to-phase quantities. This investigation leads to the development of adaptive approaches that can be implemented in digital distance relays in order to achieve an improved relay performance.     

红外、紫外检测技术在特高压输电线路线路中的应用

特高压输电线路具有结构参数高、输送容量大、运行电压高、杆塔高、绝缘子串长、绝缘子片数多、途径地域广等特点,运行的可靠性比常规的高压、超高压输电线路要求高,因此使得现有的传统检测方法已不能完全满足特高压输电线路的要求。文章从我国现有高压、超高压输电线路的运行情况分析了红外、紫外检测技术,并就通过红外、紫外检测手段所发现的设备缺陷结合计算机软件进行了分析,给出了红外、紫外检测在特高压输电线路上应用时所检测的关键部位,并说明其依据,为在±800 kV特高压直流和1 000 kV特高压交流输电线路中开展红外、紫外检测技术的重要性和必要性提供参考。     

消除变压器微机差动保护中不平衡电流方案研究

目前有些微机保护继电器受多种因素的制约,软件存在通用性方面不足的问题。针对用于某型号变压器的微机差动保护无法消除电流互感器二次回路中不平衡的问题,分析了变压器差动保护中产生不平衡电流的因素,根据电磁型和微机型差动保护继电器消除变压器差动保护不平衡电流的原理,提出了采用改变微机差动保护电流互感器二次回路的接线方式来解决这个问题的方案。     

特高压长线路距离保护算法改进

特高压长距离输电线路呈显著的分布参数特性,其电容电流很大。分析表明,线路末端三相故障时,线路首端的测量阻抗不与故障距离成正比。研究指出,相间距离保护的测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系,而传统接地距离保护应用于特高压长线路时存在原理性缺陷。理论分析并推导了新的接地距离元件测量阻抗的计算表达式,并提出了距离保护的改进措施,大量仿真证明了改进措施在特高压长线路上应用的正确性与有效性。     

超（特）高压串联补偿控制保护系统与线路保护接口方案

超高压串联补偿（以下简称串补）装置在国内应用时间相对较短,在实践中其与线路保护接口策略方面暴露出的一些问题值得改进。结合超（特）高压电网现状,探讨串补自动重投与线路重合闸配合方案。针对某特高压变电站高压电抗器保护和失灵保护不能退出本站串补装置问题,提出断路器操作箱三相跳闸接点启动退出串补方案和线路保护收远传开关量输入信号启动退出串补方案;并针对目前存在的串补热备用时线路单相瞬时故障串补自动重投问题,提出将线路过电压远传功能集成于线路保护装置的构想,引入全新的“线路失灵”保护理念,并提出一种全新的串补型线路保护方案。     

特高压线路距离继电器静态特性分析

特高压输电线路具有显著的分布参数特性,因此线路发生故障时,测量阻抗与故障距离的关系不同于高压、超高压线路故障时的关系,并联电抗器的使用使得情况更加复杂.为了将距离保护应用到特高压线路上,提出了不同的解决方案.通过公式推导、阻抗平面绘图以及支接阻抗特性仿真等方法,对比分析了这些方案的静态特性,结果表明它们能够满足继电保护的静态精度要求.仿真分析验证了结果的正确性.     

粒子群优化极限学习机的短路电流预测技术

针对传统极限学习机预测模型精度低和稳定性能差的问题,提出了一种利用粒子群算法优化极限学习机的短路电流峰值预测模型。建立超高压输电线路仿真模型,分析短路故障波形特点,获取全相角短路故障电流历史数据,利用平均相对误差、均方根误差、灰色绝对关联度三种精度检验法作为粒子群算法的适应度函数,构建粒子群算法与极限学习机算法相结合的电流预测模型。实验结果表明,以灰色绝对关联度作为适应度函数的粒子群优化极限学习机算法,对短路电流峰值预测精度较高、速度较快,当故障点位置未知时,采用粒子群优化极限学习机算法依然可以准确预测短路电流峰值,提升了算法应用的实际意义,为超、特高压线路快速限制、消除短路故障奠定理论基础。