基于故障测距的单相自动重合闸永久故障电压自适应补偿判据

该文提出一种基于故障测距的单相自动重合闸永久故障电压自适应补偿判据。该判据以故障点瞬时故障电压理论值为定值，由故障测距结果求出故障点实际电压，当故障点实际电压小于定值时为永久性故障，反之为瞬时性故障；考虑了由过渡电阻引起的故障测距误差对该判据的影响，给出了一种在高阻状况下测距不可靠时的解决方法。讨论了当线路侧无PT时，通过线路CT获取判据所需线路电压的原理。仿真结果表明：该判据可以准确地区分永久性和瞬时性故障，适用于110kV-220kV线路和不带并联电抗器的330kV-500kV线路。     

基于PSCAD／EMTDC的超高压输电线路单相接地

为了减少或避免重合于永久性故障给输电系统稳定运行所带来的不利影响，需要在断路器重合前预先判断故障类型是永久性的还是瞬时性的。在对相应的电压判据、补偿电压判据、组合补偿电压判据进行详细推导与论证的基础上指出了各自的缺陷，分析了其影响因素、实际适用的线路长度和线路类型，最后通过某实际500 kV输电线路，用PSCAD建模仿真验证了电压判据的有效性。     

新型同杆双回线自适应重合闸方案研究

提出了新的可用于同杆并架双回线的自适应重合闸方案,并在此基础上给出了新的同杆并架双回线保护配置方案。对于带并联补偿电抗器的输电线路发生瞬时性故障后断开相电压存在拍频现象,电压频率基本为低频分量;发生永久性故障后,断开相电压主要为健全相感应电压,为工频分量。对故障相恢复电压进行步长为20ms的差分,瞬时性故障时差分后的电压幅值较大,而永久性故障差分后电压幅值基本为零。通过比较差分电压的幅值,能很好地区分瞬时和永久性故障。另外,从可靠性出发,提出了幅值判据和相位判据相结合的方案,综合利用了幅值判据和相位判据的优势。新的幅值和相位相结合的判据,能够很好地适用于不带并联电抗器的线路,一端或者两端带并联电抗器的线路。大量EMTP和RTDS数字仿真实验表明该方案具有很强的可行性和工程应用价值。     

输电线路单相瞬时性故障的判别研究

对两端均不带并联电抗器的输电线路,当发生瞬时性和永久性这两种不同性质的故障时,断开相端电压的有效值和相角都存在较明显的区别。本文在对故障后电路进行较精确分析计算的基础上,提出了一种基于电压有效值和相角的综合判据。仿真实验验证该判据能可靠区分瞬时性故障和永久性故障,并且有较高的灵敏度。     

基于电压补偿原理的单相自适应重合闸新型相位判据

对瞬时性故障和永久性故障进行了详细的分析,提出了一种基于电压补偿原理的新型相位判据。该判据通过对断开相端电压分别进行两种适当的补偿,获得用于比相的两个相量,保证在瞬时性故障时两者反向;而在永久性故障时,两者接近于同向。该判据原理简单、可靠,不受过渡电阻、负荷电流和故障点位置的影响,仅利用线路的单端信息即可实现故障的判别,不需要故障测距装置,适用于不带并联电抗器超高压线路。EMTDC仿真实验证明了该方法的正确性和有效性。     

基于电压补偿原理的单相自适应重合闸新型相位判据

对瞬时性故障和永久性故障进行了详细的分析,提出了一种基于电压补偿原理的新型相位判据.该判据通过对断开相端电压分别进行两种适当的补偿,获得用于比相的两个相量,保证在瞬时性故障时两者反向;而在永久性故障时,两者接近于同向.该判据原理简单、可靠,不受过渡电阻、负荷电流和故障点位置的影响,仅利用线路的单端信息即可实现故障的判别,不需要故障测距装置,适用于不带并联电抗器超高压线路.EMTDC仿真实验证明了该方法的正确性和有效性.     

基于故障相电压功率谱的高压输电线路单相自适应重合闸

分析了带并联电抗器的高压输电线路发生单相接地故障时故障相恢复电压的特性,结果表明：单相瞬时性故障时的恢复电压由自由分量与工频分量叠加而成,其功率谱有2条谱线;而单相永久性故障时的恢复电压中只包含工频分量,其功率谱有1条谱线。文章据此提出一种基于输电线路故障相电压功率谱的单相接地故障识别方法,该方法利用故障相电压功率谱中谱线在基频附近的分布状态来区分瞬时性和永久性故障。该判据不需要高频参量,易于整定和实现。针对超高压输电线路单相接地故障的仿真结果验证了判据的准确性和可行性。     

带并联电抗器的超高压输电线路单相故障性质识别新判据

根据带并联电抗器的超高压输电线路发生瞬时性和永久性单相短路故障时,故障相恢复电压周期性不同特点,提出了通过将间隔半个工频周期的恢复电压瞬时值相加消除工频分量,并应用Prony曲线拟合算法获取瞬时性故障时恢复电压自由衰减分量的幅值的方法。应用获得的自由衰减分量幅值区分故障类型。理论分析和仿真实验表明该判据具有较高的可靠性和灵敏度。     

两端带并联电抗器输电线路永久故障判别

提出一种适用于两端带并联电抗器的超高压输电线路的单相自动重合闸永久故障识别方法.输电线路发生单相故障两端跳闸后,利用电流差动保护原理对断开相两端的电流量进行比较,将瞬时故障视为区外故障,永久性故障视为区内故障,根据判据判断故障为永久性或者瞬时性,以决定是否重合闸.ATP仿真结果表明该方法能准确区分永久性和瞬时性故障,判断可靠、耐过渡电阻能力强.     

基于电压谐波信号分析的单相自适应重合闸

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。经研究提出了一种新型的区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当故障发生时，对于不同的故障性质（瞬时性故障或永久性故障），重合闸安装处母线的电压信号在不同时刻所蕴含的谐皮分量有所不同。根据对故障电弧电压信号的具体分析，提出了判别故障性质的奇次谐波能量判据，该判据适用于发生金属性故障或经过渡电阻故障时判故障性质。通过EMTP软件中的TACS功能对电弧故障的大量仿真，验证了该算法的有效性和准确性。且该判据仅利用了电压信号，所以基于此判据的单相自适应合闸是易于实现的。     

单相自适应重合闸相位判据的研究

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。提出了一种新型区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当瞬时性故障发生时，短路点电弧熄灭后，在恢复电压阶段，断开相电压的大小及其相位都与永久性故障情况有本质不同。在详细分析断开相电压工频分量组成部分的基础上，利用它们的相位特性，提出了单相自适应重合闸的相位判据，并针对输电线路的实际参数、运行方式以及故障条件对判据的影响做了详尽分析，结果表明，相位判据可以准确判定故障性质。该判据方法简单、可靠，而且仅利用单端电气量，易于实现。EMTP仿真测试和现场录波数据测试都验证了该判据的有效性和准确性。     

基于电压相位波动特征的单相永久性故障识别方法

研究了带并联电抗器的超高压输电线路发生单相接地故障时跳开相电压的自由振荡分量频率的影响因素,分析了带并联电抗器的超高压输电线路发生单相接地故障时跳开相电压的相位特征,揭示了恢复电压相位周期性波动的原因,并考虑了傅氏算法处理含非基频量信号时的误差对跳开相电压相位计算的影响。引入健全相电压相量和作为极化电压,以极化电压为基准区分发生瞬时性故障与永久性故障时的跳开相电压相位,提出了识别永久性故障的跳开相电压相位波动判据。EMTP仿真结果表明,该判据计算简单,判定准确,且不受过渡电阻影响,可有效适用于带并联电抗器的输电线路单相故障性质的识别。     

基于电压和电流突变量的高压直流输电线路保护原理

在对高压直流输电线路区内、外故障和雷击等暂态过程研究的基础上,提出了一种基于电压、电流突变量变化特征的高压直流输电线路主保护原理。该原理对两极线路同侧保护安装处测得的电压突变量幅值的比值设定阈值,选出故障极;利用故障线路两端电流突变量的极性在线路保护区内故障时相异、在区外故障时相同,区分线路上保护区内和区外故障。PSCAD/EMTDC软件对实际高压直流输电系统的仿真结果表明,该保护原理在双极两端中性点接地方式下能够快速判别故障极和区分线路上保护区内、外故障,可靠排除雷击干扰,在故障性雷击和高阻抗接地时准确动作,并适用于一极降压和一极全压运行、功率反送、一极停电检修及单极金属回线运行方式等。采样频率在10～100kHz范围内时可满足保护判据计算要求。     

稳态量分相电流差动保护判据制动特性的改进

定义了区内故障穿越电流。对穿越电流的研究显示,传统稳态量差动保护区内故障时的保护灵敏度受负荷电流影响大,带过渡电阻能力与故障点位置相关。通过在制动特性中引入穿越电流,提出了一种改进的稳态量电流差动判据。理论分析表明:改进判据与传统稳态量差动保护判据区外故障的安全性完全相同,但改进判据在区内故障的灵敏度以及带过渡电阻能力大大提高了。对一条750kV线路故障和保护的仿真试验,证明了改进判据的上述优越性,是一种比较理想的超特高压输电线路电流差动保护判据。     

基于电压反行波的特高压直流输电单端量线路保护

针对传统特高压直流输电线路电流差动保护快速性差、耐受过渡电阻能力有限等问题,提出一种基于电压反行波的单端电气量直流线路保护。综合考虑线路边界和直流输电线路对高频故障电压行波的衰减作用,结合发生区内、区外故障时故障行波传输特性发现：发生区内故障时,整流侧保护元件测得的高频电压反行波较大;发生区外故障时,保护元件在研究时段内测得的高频电压反行波较小,甚至近似为0。据此,可判别区内、区外故障。采用改进电压梯度法实现保护的快速、可靠启动。大量仿真结果表明,该保护方案能快速识别区内、区外故障,无需通信,能可靠保护线路全长,且耐过渡电阻能力强,不受分布电容影响。     

利用两端非同步电流的同杆双回线故障定位研究

提出一种利用双端非同步电流实现同杆双回线故障定位的时域方法.根据双回线环流网两端电压为零的特点,用电流量计算环流网的沿线电压分布;在设定的双端数据不同步时间范围内,通过数据移动进行数据同步匹配搜索;根据数据同步时由两端电流计算得到的沿线电压分布在故障点处差值最小的原理,构造测距算法实现测距.采用分布参数线路模型,该算法可适用于高压长距离输电线.ATP仿真表明该测距算法精度高,不受故障类型和过渡电阻影响.     

基于电压内积的带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸

针对带并联电抗器的超高压输电线路,提出一种基于电压内积的单相自适应重合闸实现方案。在线路发生单相接地故障且故障相两端断路器跳开后,求出健全相电压和与故障相端电压的内积为始化内积,健全相电压和与故障相端电压一阶导数电压的内积为补偿内积。对于永久性故障,经短暂态后,始化内积小于补偿内积,两内积曲线不会出现交点。对于瞬时性故障,在二次电弧初始阶段,始化内积小于补偿内积;随着电弧电阻增加,始化内积逐渐增加,补偿内积逐渐减小,两内积曲线出现交点;在恢复电压阶段,两内积呈低频振荡曲线且相位相差90°,并相互交错再次出现交点。基于上述现象,通过两内积曲线是否出现交点来区别永久性和瞬时性故障,并当出现第二个交点时可以确定瞬时性故障已进入恢复电压阶段。该方法不需要整定,在断路器单相跳开后启动判据,实现简便,不需要频域计算、不受低频振荡分量的影响。EMTP仿真和实际录波数据验证了其正确性和可行性。     

基于单端暂态电压的含限流电抗器直流配电网保护方法

直流配电网故障特性复杂,故障的可靠识别和快速切除是保护面临的主要难点之一.针对含限流电抗器的多端柔性直流配电网,文中利用限流电抗器的故障暂态电压特性,提出一种单端暂态电压的直流线路保护方法.根据限流电抗器故障暂态初始电压的差异识别区内外故障,利用正、负极限流电抗器故障电压构成的电压比值系数区分故障类型,并据此提出故障识别判据和故障选极判据.在Simulink中建立多端柔性直流配电网仿真模型,结果表明所提保护方法可在0.5 ms内快速判别故障位置和故障类型,仅利用单端数据即可实现全线速动,具有良好的区内外故障识别区分能力,且无须考虑通信和双端数据同步问题,具有良好的抗过渡电阻和抗噪声干扰能力.     

三相不对称输电线路单相自适应重合闸的研究

针对某些情况下故障性质判别灵敏度不足的问题,提出了三相不对称输电线路单相自适应重合闸故障性质判别方法。建立了三相不对称输电线路等效电路,推导了断开相恢复电压的计算公式,分析了不同故障性质情况下影响恢复电压幅值大小的因素。研究表明恢复电压幅值受故障性质、潮流方向和大小、故障相别及故障位置的影响。据此提出了新的故障性质判别方法,不同情况下采用相应的判别门槛值。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,能够提高重合闸成功率。