基于相关分析的同杆双回线故障序分量选相研究

提出一种基于相关分析的同杆双回线故障分量选相元件,采用六序复合序网法作为基本的分析方法。六序复合序网直观地反映了同杆双回线各种故障时六序故障分量之间的相位关系和幅值关系,为故障选相提供了简单、方便的手段。相关分析法应用于故障选相可以迅速、准确地反映故障分量之间的相位关系。通过大量的仿真计算,验证了该原理的正确性和有效性。     

A new decoupling method for double‐circuit transmission lines with asymmetrical parameters

The six‐sequence component method is widely used in short‐circuit calculation of double‐circuit lines. However, this method can be used to decouple only two parallel transmission lines whose parameters are exactly the same. In this paper, a new sequence component method is introduced to deal with the lines whose parameters are not exactly the same. Mutual impedances between phases of the same line are decoupled first, and then the zero‐sequence mutual impedances between different lines are decoupled. Six new independent components are obtained after decoupling. System impedances are modified based on the relationship between voltages and currents of the new sequence components and the traditional sequence components. According to the boundary conditions of the faults, the characteristics of new sequence components are studied, and the corresponding sequence networks are discussed. According to the combined sequence network, new sequence currents can be calculated, and the phase currents can be obtained easily from the new sequence currents by a transformation matrix. PSCAD simulation results demonstrate that the short‐circuit calculation method proposed in this paper is appropriate and practical to deal with the two parallel transmission lines with different parameters and partially coupled transmission lines. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

同杆并架双回线故障选相研究

综合运用模态变换和六序分量法分析同杆双回线的故障特征。模态量在发生单回线故障和同名相跨线故障时特征明显,适用于此种故障的选相;而六序分量法在分析非同名相跨线故障时具有明显的优势。结合这2种方法提出一种相对简单实用的同杆双回线系统各种故障判别的新方案。理论分析和仿真测试表明,该方法能够在各种运行条件和故障情况下正确选相。     

基于稳态量的同杆并架双回线综合选相

本文利用六序故障分量法分析了零序负序电流选相元件和相电流差突变量选相元件在同杆双回线跨线故障下的动作行为。分析表明,零序负序电流选相元件和相电流差突变量选相元件在某些跨线故障下会误选相。根据同杆双回线跨线故障时故障相电流相位特征,结合相阻抗方向元件,提出了一种基于单回线单端电气量的稳态量综合选相元件,保护利用分相式通道在判断两侧选相结果后实现选相跳闸。通过大量的数字仿真,验证了该方法的正确性。     

A new false‐root identification method based on two‐terminal fault location algorithm for double‐circuit transmission lines

A fault location algorithm without synchronization for double‐circuit transmission lines does not require sampling synchronization, reduces the cost, and has a higher engineering value, but the algorithm still needs to be improved in the false‐root identification. This paper conducts further studies on this issue. First, the false‐root problem of the fault location algorithm without synchronization is analyzed, and then a new false‐root identification method is proposed, which is based on the difference of the existence of the false root in the calculation of the voltage amplitude along the line with different electrical moduli. It can solve the problem of the traditional method, which cannot distinguish between voltage amplitudes when they are close. Second, considering the shortcoming of the existing phase‐mode transformation matrix, a new phase‐mode transformation matrix applied to double‐circuit lines is deduced, which is based on the six‐sequence component method; it can be combined with the new false‐root identification method, thereby realizing false‐root identification under various types of faults. Finally, fault location is realized by using the moduli in the mold domain. The principle does not need to synchronize data in two terminals and is not affected by the fault types, fault resistances, and other factors. As is shown in a large number of Alternative Transients Program version of Electro‐Magnetic Transients Program (ATP‐EMTP) simulation results, the fault location has a higher accuracy © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

不同电压等级同杆并架多回线路的故障定位

基于分布参数模型,提出了一种不同电压等级的同杆并架多回线路故障测距方法：利用两端同步的电压和电流的正序分量,根据均匀传输线方程从线路两端分别推导出故障点处的正序电压,进而得出故障测距公式。所提出的故障测距方法只需用到线路两端的电压电流的正序分量,消除掉耦合线路之间零序互感对测距的影响。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容以及故障种类的影响,解决了在不同电压等级的同杆线路中精确故障测距问题。PSCAD仿真证明该方法定位精度高,不受过渡电阻及故障类型的影响。     

T型同杆四回线线路故障选线新方法

对由同杆四回线与同杆双回线构成的T型同杆四回线的故障选线进行了研究,提出一种先判断故障侧并识别故障侧支路的故障选线方法。首先对同杆四回线电路部分进行解耦,分别得到两端的反序电流之间的关系。基于此电流关系判断出故障侧,从而可以迅速确定故障发生的区域。在此基础上,引入正序电压差参数,实现对故障线路的进一步的选线。理论分析及EMTP仿真验证了所提方法的正确性,且选线精度高。     

新型同杆并架双回线故障选相方案研究

从同杆并架并架双回线跨线故障和单回线故障的不同电气特征出发,分析了现有的主要选相元件在同杆并架线路发生跨线故障时所存在的问题,提出了基于跨线故障识别的同杆并架双回线故障选相的新方案。系统发生故障后,保护首先根据故障后的零序电流和零序电压,正负序电流之间的关系等特征判别故障性质(跨线或者单线故障),单回线故障和跨线故障采用不同的选相方案。可以有效地解决发生跨线故障时突变量选相元件和稳态选相元件存在的误动或者拒动的问题。     

参数不对称同塔四回输电线的零序四分量法及故障分析

同塔四回输电线路大量存在阻抗参数的不对称性。为了完全解耦参数不对称的阻抗矩阵,提高同塔四回输电线路的故障分析精度,需引入新型的相模变换方法。为此,参考已有相模变换的解耦思路,提出零序四分量法。该方法保持各回线的正、负序量不变,仅在零序中单独引入一个同向量和三个带修正系数的环流量,从而完成矩阵的完全解耦。零序四分量法可分别应用于同电压等级和跨电压等级的参数不对称同塔四回线系统的故障分析。由序分量定义与故障边界条件可得各故障复合序网。仿真结果证明了零序四分量法所得故障分析结果的正确性。     

蚁群算法在同塔四回线故障测距中的应用

针对同塔四回线故障测距方程难以求解的问题,通过将优化算法引入测距方程,提出一种基于蚁群算法的故障测距新方法。该算法基于分布参数模型,利用线路参数解耦后得到的两端同向正序基频故障分量,依据从线路两端分别推算至故障点电压幅值相等的原理列出故障测距方程。最后构造一元单峰值函数,引入蚁群算法对函数进行优化求解。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该算法的可靠性和精确性。仿真结果表明该算法不受线路故障类型、系统电源功角差、过渡电阻、故障位置等因素的影响,具有很强的工程实用价值。     

同杆双回线故障的精确计算

本文介绍用复矩阵特征模量分解方法精确计算高压同杆双回线故障.在计及线路换位和分布参数条件下精确计算单线和跨线故障.文中还介绍了横向复杂故障的计算方法.该算法可用于研究同杆双回线上运行的继电保护等装置的动作行为和进行事故分析.     

同塔四回输电线路双端故障测距实用算法

基于输电线路的分布式参数模型,提出了一种适用于同塔四回输电线路差动保护装置的故障测距新算法。该算法首先对输电线路参数进行相模变换,选取相互独立的双端同向正序故障分量,依据输电线路双端口理论建立故障测距方程,从而得出精确的故障距离。该算法原理简单,计算量小,避免了一般测距算法需要计算双曲函数、超越方程、牛顿迭代法和搜索法的复杂过程。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该算法测距精度较高,且不受故障距离、过渡电阻、故障类型和两侧电源功角差的影响,有很强的工程实用价值。     

同塔四回输电线路故障选线新方案

从参数不对称同塔四回输电线路入手,结合四回线内部存在的线间及相间电磁耦合的特点,分析推导出适合的相模变换矩阵对各回线阻抗进行解耦处理,并且通过仿真对比的方式论证了解耦方法的正确性。基于解耦出的独立模量间的关系,定义4个参数K_1—K_4,根据这4个参数在不同回路故障时的取值不同,构造新的故障选线判据。大量的PSCAD/EMTDC仿真数据表明,所提出的故障选线方案速度快、简单、可靠,且不受故障距离、过渡电阻以及负荷电流和系统运行方式的影响。     

基于单端电流量的同杆双回线故障定位方法

提出了一种基于同杆双回线单端电流量的故障测距方法。在故障状态下,双回线可以分解成同向网和环流网,其中环流网只与双回线有关,且两端电压为零。根据双回线环流网的特点,只需电流量就可求取环流网中的电压分布。因为双回线环流网中的行波具有两端母线处反射强、故障点反射弱的特点,所以可以根据环流网中行波首次到达测点的时刻为起点,由前行波和反行波电压的最强叠加点所处的时刻和位置进行故障定位。仿真验证表明该方法定位精度高,不受过渡电阻影响。     

基于阻抗比较的同杆并架选相新方法

首先对综合比相阻抗继电器在同杆并架双回线故障下的动作行为进行了研究,在此基础上提出一种结合综合比相继电器的选相新方法。这种选相元件根据改进后的综合比相继电器的选相结果,参考测量阻抗值对已选出的动作相再次进行筛选。同杆并架的后备距离保护应用此选相元件,通过适当的整定配合,能可靠地区分靠近线路末端跨线故障和区内相间故障,提高距离保护I段的正确动作率。数字仿真结果表明,基于阻抗比较的同杆并架选相新方法受同杆并架线路拓扑结构和对称性等因素影响小,能保证后备距离保护I段在各种线路运行方式下正确选相跳闸。     

同塔四回线路纵向故障对零序方向保护的影响研究

结合同塔四回输电线路的结构特点,针对同一电压等级的有电气联系和无电气联系的同塔四回线路,研究分析了同塔四回线路发生单回线纵向故障时线间互感对零序方向保护的影响,利用网络拓扑的等效变换,计算出了各回线路上零序电压、零序电流的幅值和相角特征。分析表明同塔四回线路单回线路纵向故障时,对于两侧均无电气联系的同塔线路,零序方向保护存在误动的风险,对于两侧均有电气联系的线路,零序方向不会误动。最后通过PSCAD建立同塔四回线路的模型,对单相断线纵向故障进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于不对称分布参数的同杆双回线双端故障测距算法

针对同杆双回线的特点,基于不对称的分布参数模型,提出利用线路两端电气量的同杆双回线故障测距算法。算法不需要两端数据同步,不需要判别故障类型,不受系统阻抗和过渡电阻的影响。利用自适应遗传算法(AGA)求解故障测距方程组,基于Matlab进行仿真计算,结果证明了算法的正确性和高精度。     

不对称参数同杆双回线选相方法研究

线路参数不对称的同杆双回线无法使用传统的六序分量法进行解耦。针对这个问题,提出一种新的解耦方法。首先,三相分解成正序、负序、零序分量;然后,耦合的零序分量进行解耦,分解为同向和反向分量。该方法解决了不对称参数同杆双回线的零序互感问题。当线路发生故障时,可以根据故障边界条件得到序分量之间的幅值和相位关系。不同线路发生故障时,两回线正序分量的电流幅值不同。同一回线发生不同类型的故障时,六序电流分量的幅值有对应的关系。同一类型的不同相发生故障时,六序分量的相位不同。根据上述关系提出了相应的选相判据,并给出了选相流程和方法。PSCAD仿真结果表明,该方法具有良好的选择性,且不受故障类型,故障位置以及过渡电阻的影响。     

负序方向元件在同杆双回线中的动作行为分析

由于同杆双回线自身的特殊性,使得在常规线路保护中有着广泛应用的负序方向元件的性能受到影响。从同杆双回线的故障特点出发,利用六序故障分量法分析了负序方向元件在同杆双回线各种典型故障情况下的动作行为。结果表明,在发生ⅠBCⅡBG,ⅠBCⅡCG跨线故障时,Ⅱ回线两侧的负序方向元件有可能拒动;在发生ⅠAⅡBCG,ⅠABCⅡBCG,ⅠABCⅡAG跨线故障时,两回线路总有一回线路两侧的负序方向元件拒动。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC搭建同杆双回线仿真模型,仿真结果也验证了这一结论。     

基于暂态量的同塔双回线路故障选相研究

提出了一种基于暂态量的同塔双回线路故障选相方案。该方案利用小波变换工具提取各相故障电流分量的暂态能量,以暂态能量构成选相判据。根据同塔单、双回线故障选相等价原则进行故障相初步判别,在此基础上根据暂态能量大小进行同名相选线,进一步精确识别故障相,从而形成一套完整的基于双回线单端暂态量的故障选相方案。通过PSCAD/EMTDC软件对不同故障类型、故障位置、故障时刻以及不同过渡电阻情况的仿真,验证了该选相方法的可行性。