用于同杆双回线保护的时域电容电流的分相补偿方法

分相电流差动保护常作为同杆双回线的主保护配置,但对于超高压及特高压远距离输电线路,分布电容电流将大到影响保护的可靠性和灵敏度。现有的电容电流补偿方法,都只补偿了单回线相间电容电流,没有考虑双回线线间电容电流的补偿,补偿效果有限。考虑了同杆双回线相间与线间的静电耦合,建立了相应∏模型等效电路,提出在时域中分相补偿电容电流的方法,不仅可以补偿相间电容电流,还可很好地补偿线间电容电流。EMTP仿真实验表明,新补偿法比原单回线的相量及时域补偿法具有更好的补偿效果,有效提高了同杆双回线上分相电流差动保护的灵敏度和可靠性,且新方法计算量小、不要求高采样率,无需引入另回线电流,适用于现有采样率不高、通道传输速率有限的继保装置中。     

基于小波阈值去噪和CEEMD的混合三端直流输电线路故障测距

针对行波法测距精度受波速、行波波头标定的精度以及噪声的影响,提出一种基于小波阈值去噪和CEEMD-HT结合的混合三端直流输电线路测距方法。首先利用小波阈值去噪对故障信号滤噪,然后对滤噪后的信号使用互补集合经验模态分解和希尔伯特变换标定初始波头的到达时间。再根据故障行波到达测量端时间比值识别故障支路。最后考虑到行波波速难以精确确定,基于已知线路长度和初始波头到达时间,提出一种不受波速影响的测距方法。仿真结果表明,所提方法能够有效标定波头,且测距结果不受波速、故障距离、故障类型、过渡电阻及噪声的影响。与利用波速计算的双端法、HHT及小波包测距算法相比,该方法的测距误差更小。     

利用单端电流的高压直流输电线路全线速动保护

针对传统直流输电线路单端量保护可靠性差、灵敏度不足的问题,提出一种仅利用单端电流实现直流输电线路全线速动的保护原理。通过对换流站的平波电抗器和直流滤波器所构成电网络的阻抗特性分析发现,对于特定频带而言,区内、外故障时它们所表现出的阻抗特性差异巨大,进而得出区内、外故障时特定频带电流差异显著。该方法对采样频率的要求低,而且具有绝对的选择性,易于硬件实现,可靠性高,具有较大的工程实用价值,可取代现有的行波保护作为直流输电线路的主保护。仿真结果表明,在各种工况下,该原理都可以实现故障极选择,并能快速、灵敏、可靠地区分区内、外故障。     

带并联电抗器输电线路拍频电流幅值分析

目前在自适应单相重合闸中缺乏对拍频电流表达式、拍频电流是否一定存在及其幅值范围的研究。单相瞬时性故障消失后,拍频电流不存在或过小,都会影响重合闸判定的可靠性。拍频电流受健全相电压和故障消失后线路中元器件初始状态的影响,采用叠加原理得到完整的拍频电流表达式;通过分析表达式得出最小拍频电流及其出现的条件,分析出拍频电流为零属于小概率事件;拍频电流受故障时刻、故障持续时间、电弧电阻、电源相角差及故障位置等共同影响,使得不同工况下的拍频电流差异明显,若幅值过小,将会影响重合闸判定的可靠性。文中利用正交实验的方法给出某500kV输电线路拍频电流幅值大小的范围,证明了在工程实践中可以用拍频电流实现自适应重合闸。     

利用自由振荡频率识别的三相重合闸永久性故障判别

针对三相重合闸永久性故障判别方法在单相接地故障时灵敏度不足的问题,提出识别并联电抗器零模电流自由振荡频率的永久性故障判别方法.线路故障且两侧断路器跳开后,由于线路电容和并联电抗器的储能,并联电抗器会出现自由振荡电流.利用最小二乘矩阵束算法获取并联电抗器电流的自由振荡频率.瞬时性故障时,线路零模网络与线模网络在电弧熄灭后停止能量交换,该自由振荡频率等于零模网络固有频率主频;永久性故障时,线路零模网络与线模网络通过故障端口进行能量交换,该自由振荡频率等于零模网络和线模网络固有频率主频的算术平均值.因此,通过计算自由振荡频率的数值即可实现永久性故障判别.EMTP仿真表明,该方法能有效识别永久性故障,且不受故障位置、过渡电阻的影响.     

利用时域波形比对的高压直流输电线路电流差动保护

高压直流输电线路电流差动保护受电容电流和数据不同步影响,选择性和速动性不高。通过对高压直流输电线路的故障特征分析发现,在时域平移一端数据,并对比差动电流的大小,可以进行区外故障数据同步的识别。对于区外故障,由于没有故障点注入电流的影响,差流在数据同步时最小,数据不同步时明显增大;对于区内故障,受故障点注入电流的影响,无论数据同步与否,差流的值总是很大。在分布参数模型下构造时域电流差动保护,利用上述差流特征可以获得区外故障实时的数据不同步时间信息,并在时域中实时调节差流和整定门槛,保证了差动保护不因区外故障数据不同步而误动。仿真验证表明所述方法能够可靠快速灵敏地识别高阻故障,不受分布电容影响,并且不需要两端数据严格同步。     

适用于继电保护的含变流器电力元件故障暂态快速仿真方法

针对含变流器电力元件详细模型仿真计算量大、仿真规模和仿真速度难以提高的问题,给出一种适用于继电保护的故障暂态快速仿真的方法。基于对变流器的功能和控制策略的分析,忽略变流器复杂的内部结构,仅保留其功能与控制特性,根据有功功率守恒得出其简化数学模型,最后对简化模型方程进行离散化,得到含变流器电力元件的输出工频分量的迭代方程。该方法避免了在仿真模型中大量使用分立的电力电子器件及其触发环节,从而简化了仿真模型的复杂程度,大幅降低了变流器环节的仿真计算量,提高了仿真速度。PSCAD仿真结果验证了该方法的有效性和快速性。     

利用分相开关探测的配电网永久性故障识别方法

针对自动重合闸盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击的问题,提出了一种利用分相开关探测式重合的永久性故障识别方法。瞬时性接地故障时,线路等效为电容模型,利用暂态电压电流通过最小二乘法求出计算电容值,计算电容值与实际值近似且基本不随时间变化。永久性接地故障下线路不符合电容模型,计算电容值可能为负且随时间变化剧烈。相间故障时,合闸一故障相,故障点的存在会使未合闸相的暂态响应产生差异,未合闸相之间存在较大的线电压暂态量。对于接地故障,利用模型识别思想构造了识别电容参数的永久性故障识别判据;对于相间故障,构造了利用线电压暂态量的永久性故障识别判据。PSCAD仿真结果表明,所提方法能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确识别配电网永久性故障。     

光伏接入配电网线路故障特征及保护方案的研究

光伏系统接入配电网后,配电网供电模式发生变化,导致配电网部分继电保护设备不能正确动作。根据储能充放电原理,在光伏输出直流侧并入储能模块抑制光伏功率波动,确保配电网接受光伏功率保持恒定,进而提出适用于光伏接入配电网线路电流保护的整定方法,该方法能够解决光伏接入点反向出口短路电流值大小随光伏输出功率波动的问题。在PSCAD/EMTDC中建立了储能型光伏接入10 k V配电网算例模型,通过仿真验证了该方法的正确性与有效性。     

面向主动探测式保护的变流器正交控制策略

为避免主动探测式保护的变流器附加控制策略与原有基础控制策略之间相互干扰,提出了一种正交控制的方法。首先分析了新型电力系统中变流器的基础控制策略,针对空间矢量脉宽调制采用正序分量计算空间矢量的特点,设计了基于负序分量的附加控制策略,保证基础控制系统、附加控制系统相互解耦。其次利用基础和附加控制策略处理后的不同信号频带,引入前置滤波环节,给出了常规应用场景下的正交控制策略;然后研究了脉冲信号的生成方式,分析了附加控制策略的适用场景;最后分析了探测信号生成对一次系统和传统保护的影响。