电力系统故障计算中互感线路的处理

在基于节点导纳矩阵的故障计算方法中，由于部分线路间零序互感的存在，使得零序节点导纳矩押形成，尤其是互感线路故障情况下零序节点导纳矩阵的形成复杂化，该文对电网中多回互感线路及存在部分互感情况下的等值处理方法进行了统一的数学分析，提出了简便的算法，并在此基础上，对互感线路故障情况下增设节点后故障线路的争解进行了研究，提出了通用的分解规则，该算法和规则对电网中任意重互感线路，任意复杂部分互感结构和互感线路上任意重故障都具有灵活的处理能力，有助于推进电力系统故障计算软件的实用化。     

同走廊线路零序互感对线路等值零序阻抗的影响

以同走廊平行架设的双回线路为模型,研究线路避雷线和邻近平行线路对故障线路等值零序阻抗的影响.研究分析了线路间距、避雷线材料及运行状态等因素对线路等值零序阻抗计算的影响,并推导出基于Carson线路模型的等值零序阻抗计算方法;通过一个实例直观地比较分析各种因素的作用.理论分析与仿真计算表明,平行线路间的互感影响随间距增大...     

同走廊线路零序互感对线路等值零序阻抗的影响

以同走廊平行架设的双回线路为模型,研究线路避雷线和邻近平行线路对故障线路等值零序阻抗的影响.研究分析了线路间距、避雷线材料及运行状态等因素对线路等值零序阻抗计算的影响,并推导出基于Carson线路模型的等值零序阻抗计算方法;通过一个实例直观地比较分析各种因素的作用.理论分析与仿真计算表明,平行线路间的互感影响随间距增大而减弱,采用良导体避雷线会在一定程度上降低等值零序阻抗,同走廊线路接地检修时对故障线路参数的影响最为显著.     

一种混压同塔四回线路跨电压故障的通用计算方法

从相分量支路阻抗方程出发,采用三序分量法推导了混压同塔四回线路模型解耦的方法,证明了线间互感只影响零序网络,进而推导了跨压模式下零序互感标幺值的计算方法,从而维持了故障前网络基础数据模型节点阻抗标幺值矩阵的对称性;研究了跨线故障的通用故障边界模型,为了适应混压问题,首先建立故障边界节点导纳有名值矩阵,提出了跨电压模式下计算故障边界导纳矩阵标幺值的计算方法,进而基于补偿法求取故障口电流。算例分析验证了方法的正确性。所提方法可用于定值整定与在线校核软件。     

同塔四回线路单相接地故障距离保护

针对同塔四回平行线路零序互感在单相接地故障时对距离保护的影响,提出一种基于单回线路单端信息量的距离保护算法。该算法通过建立四回线路零序阻抗矩阵来分析零序回路特征,综合考虑了系统零序阻抗变化和线路零序阻抗的影响,利用非故障线路与故障线路零序电流比值代替非故障线路零序电流,以此消除线路耦合对整定的影响。仿真结果表明,所提算法在线路发生单相接地故障时,能够保证距离保护正确动作,优于基于单回线路电气量的传统距离保护算法。     

基于疏松耦合变压器零序解耦模型的同杆双回线路故障计算

不并列运行的同杆双回输电线路在发生单回线不对称接地故障时,线路之间存在零序互感,在线路故障计算时必须予以考虑。文中提出疏松耦合变压器零序解耦模型,基于该模型对不并列运行同杆双回输电线路的零序网络进行解耦,得到线路等效回路,进而求得线路零序等值阻抗。在不并列运行的同杆双回输电线路故障分析中,利用传统的对称分量法,结合已求得的线路各序阻抗,计算故障处各序网络电流,进而得到故障情况下回路的各相电流,从而完成该型输电线路单回线故障的计算。PSCAD/EMTDC仿真结果证明了所提零序解耦模型的正确性。     

双回路接地距离保护的分析和整定

平行线路零序互感的存在,导致接地距离保护不能正确测量线路阻抗.在实际整定工作中,如何整定接地距离的补偿系数和可靠系数,整定规程没有给出具体的方法.分析了线路的实测阻抗,和高压电网在接地故障时电流分布的特点.基于不同系统运行方式,定性和定量地研究了零序互感对接地测量阻抗的影响,进而提出了接地距离保护一个简单实用的整定方法,具有普遍适用性.     

大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的计算

提出了一种可快速,精确,方便地计算大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的实用方法,采用补偿法模拟网络操作和断相口的存在,建立起可适应网络操作的大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的计算模型,在各序网计算模型断相口分别注入单位电流,求得单位振荡电流产生的任意节点各序电压,基于H型参数的物理意义,在计及电网结构影响的条件下,导出直接利用原网节点阻抗参数计算正序网断相口开路电压的公式,求得断相口各序实际电流,根据线性电路的齐性原理,得到大型电力系统非全相振荡时任意时刻的电气量。这种计算方法具有可自动适应网络操作,可计及电网结构对非全相振荡的影响,互感线路与无互感线路非全相振荡计算方法统一,互感线路非全相振荡计算无需修改故障所在互感组支路导纳矩阵等特点,文中算法已在大电网零序电流保护整定计算软件中实际应用,结果表明,算法在计算速度和精度方面均满足要求。     

双回路接地距离保护的分析和整定

平行线路零序互感的存在,导致接地距离保护不能正确测量线路阻抗。在实际整定工作中,如何整定接地距离的补偿系数和可靠系数,整定规程没有给出具体的方法。分析了线路的实测阻抗,和高压电网在接地故障时电流分布的特点。基于不同系统运行方式,定性和定量地研究了零序互感对接地测量阻抗的影响,进而提出了接地距离保护一个简单实用的整定方法,具有普遍适用性。     

计及线间互感的两回输电线路交叉跨越故障的短路电流计算方法

对于计及线间互感的两回输电线路,现有故障分析方法对于不同类型故障,大多要构建不同的复合序网,工作量太大且难以排错。为此,本文提出一种计及线间互感的两回输电线路短路电流计算方法。以故障相关线路的阻抗以及两端的节点阻抗矩阵作为输入,通过添加树支或连支对原节点阻抗矩阵进行参数修正或扩维,以处理线间互感或添加故障节点,进而构建两回输电线路在故障节点处的序网络方程。针对两回输电线路,给出构建故障边界条件矩阵的通用方法,并利用相序转换变换为各序网下的故障边界条件矩阵,联立序网络方程矩阵求解故障各端口的电压和电流。最后,利用PSCAD/EMTDC构建电网故障仿真模型,仿真结果验证了该方法的正确性。     

Short-circuit current calculation method for partial coupling transmission lines under different voltage levels

In power system, there are partial coupling lines under different voltage level because of the development of power system. When faults occur on these lines, zero-sequence mutual impedances bring difficulty to short-circuit calculation. To solve the problem, a new method is proposed in this paper. First, the three phase components are transformed to independent positive-sequence, negative-sequence and coupling zero-sequence components. Then the coupling zero-sequence is decoupled using the idea of six-sequence component method, namely recirculating current method. Finally, the system impedances and impedance of the non-coupling part are modified by comparing the relationship between sequence voltages and sequence currents of the newly defined decoupling method and symmetrical component method. According to the boundary condition, the composite sequence networks are obtained and the short-circuit current can be calculated easily. The PSCAD simulation result of short circuit analysis and calculation indicate that the proposed decoupling method for partial coupling line is appropriate. The short circuit calculation based on the decoupling method is easy to implement. The calculation method is practical and the calculation accuracy is not affected by fault type, different voltage grade and fault resistance.     

不同电压等级部分耦合线路的单回线故障分析

由于建设时间的不同,因此输电系统中会出现不同电压等级部分耦合的输电线路。这种线路故障时,由于存在零序互感,给故障分析带来了难度。针对这一问题,将耦合部分的线路,先分别进行传统的序分量分解,得到完全解耦的正序分量、负序分量和存在耦合的零序分量;然后再借鉴六序分量法的思路,把零序分为同向量和反向量,对零序互感进一步解耦;最后,利用零序电流电压之间的关系,对非耦合部分进行阻抗修正。根据故障时的边界条件,研究了不同电压等级部分耦合线路的序分量特征,给出了发生单回线故障时的复合序网图,解决了不同电压等级部分耦合线路故障计算的复杂问题。PSCAD仿真结果表明,该方法非常适用于不同电压等级部分耦合线路的故障分析,且短路分析计算具有精确性、实用性和有效性。     

变结构与参数电力系统中互感线路非对称断相故障的快速计算

本文基于补偿原理，建立起变结构与参数电力系统中互感线路非对称断相故障 的各序通用计算模型，在此基础上，根据迭加原理和互易定理，提出了一种不 修改原网各序节点阻抗阵快速计算变结构与参数电力系统中互感线路非对称断 相故障的新方法。该方法具有计算量小、结果精确、各序网处理方法统一等特 点。     

超高压输电线路互感零序参数计算软件设计

为准确地获取超高压输电线路工频参数,设计了超高压输电线路互感零序参数计算软件。该软件基于Delphi7平台,包含正序阻抗、正序导纳、零序阻抗、零序导纳以及多回互感线路之间的互感等参数的计算功能,还实现了输电线路参数带电测量后离线精确计算的功能。介绍了该软件的参数计算方法,并通过实时数字仿真器进行仿真试验,试验结果验证了基于该软件平台的特高压工频参数测量的准确性和可靠性。     

环网中同杆双回线任意故障的精确计算

同杆双回线在环网状态下的故障计算时常常无法得到精确的两端系统阻抗造成故障计算困难.本文介绍在这种状态下同杆双回线任意故障形式故障(包括纵向,横向和多处故障)的精确计算方法.采用了精确的分布参数模型和特征模量分析方法,将分布电容和线路换位的影响计算在内从而精确地计算同杆双回线任意故障下的工频电量.文中以跨线并接地的横向故障和接地故障线的一侧断路器断开后的复杂故障为例阐明了该算法的原理.     

风力发电机集团式接入电力系统的故障特征分析

我国风电场多为集团式接入电力系统,风电场并网对系统安全运行及继电保护正确动作的影响越来越突出.由于风电场的容量相对较小,而且风机出口电压很低,从高压侧来看,风力发电机、箱式变压器及相应低压电缆相当于一个很大的限流电抗,即风电场侧的正负序等值阻抗远远大于系统侧的等值阻抗;对于零序网络,风电场主变压器的中性点直接接地,故障期间风电场侧的零序等值阻抗仅包括输电线路与主变的零序阻抗.因此风电场侧保护背侧的正负序阻抗远大于零序阻抗,属于典型的弱馈电源系统,风电场侧保护感受到的故障电流几乎全部为零序分量,非故障相电流在幅值与相位上均与故障相电流近乎相同,使保护的正确动作受到很大影响.以某风电场送出线故障为例,对风电场接入后,风电场侧保护感受到几乎全部零序故障电流而不正确动作的现象进行了分析,并在 PSCAD/EMTDC 下建立了实际风电场模型,对这一现象进行了仿真再现,并对其影响因素进行了分析     

不并列运行的同杆双回输电线路跨线故障计算

针对不并列运行的同杆双回输电线路的跨线故障,提出了基于正、负、零三序分量法结合故障边界条件及复合序网图进行分析的解析法。通过相序变换可知该型线路只有零序网络之间存在耦合,利用线路三序分量的特点结合疏松耦合变压器模型建立系统各序网络的等值电路;为简明直接地分析跨线故障,分析总结了典型简单故障形式的边界条件和复合序网图的连接方式,可以方便地组合成各种跨线故障的边界条件和复合序网图,避免对不同跨线故障的重复分析。该方法物理意义明确,计算简单,适用于两回线路参数不同的情况,也适用于非全程同杆双回输电线路的跨线故障。PSCAD/EMTDC仿真验证了该方法的正确性。     

同杆并架线路保护有关问题的研究

通过故障实例分析,阐述了同杆并架线路之间的互感对零序功率方向元件故障判别的影响,以及跨线故障时影响线路保护的主要因素,并提出了解决这些问题的对策.     

一起不同电压同杆双回线纵联零序保护动作分析

文中分析了一起500 kV和220 kV同杆并架线路,在500 kV线路末端发生故障时,220 kV线路纵联零序保护误动的原因,并从一般性原理上分析同杆架设双回路零序互感引起纵联零序保护误动的机理.分析表明在弱电耦合的情况下由于零序互感的存在,在相邻线路发生接地故障时,由于本线路两侧零序电压出现反相,使得纵联零序方向保护误判为线路内部故障,引起保护装置误动,为同类事故的分析提供了参考.     

基于零序分量的风电场集电线不对称接地故障定位

风电场集电线上并接电源多、电源故障特性复杂,其故障定位问题持续困扰风电运营商。为此提出一种基于零序分量的集电线不对称接地故障新型定位方案。在定义无分支区域的基础上,充分考虑风机与风电场零序分量之间的特殊关系,分层实现风机无关的故障无分支区域识别与故障测距。首先,引入无分支区域状态信息的概念以反映零序电流主流通路径,通过状态信息的优化匹配识别故障无分支区域。然后,从零序阻抗出发推导故障无分支区域测距模型,并将其转化为优化问题实现故障距离求解。所提方案在较少测点下即可完全消除风机影响,并能有效适用于含分支集电线,同时无需数据严格同步,测距不会出现多解。最后,还设计了线路参数在线计算方案应对线路参数变化问题。仿真结果表明,所提方案较为准确,性能不受风机、故障位置、故障类型、过渡电阻以及数据不同步影响,整体性能优于现有方案。同时也验证了线路参数在线计算的有效性。