220KV输电线路高频信号通道故障处理浅析

高频信号通道是高压输电线路高频保护的重要组成部分，它的故障是高压输电线路主保护高频保护误动、拒动的主要原因。本文从几次典型高频通道故障检查处理经过出发，阐述了高压输电线路高频信号通道维护及故障处理的要点。     

基于行波固有频率的VSC-HVDC直流输电线路双极短路故障保护与定位

提出了运用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对电流进行频谱分析获取固有频率的方法,实现对VSC-HVDC直流输电线路双极短路故障的保护与定位.在高压直流输电线路双极短路故障条件下,对输电线路两端采集到的双极电流相量进行相模变换得到电流模量,从线模电流分量频谱分析结果中提取固有频率主频率和二次频率,运用输电线路两端的线模电流分量固有频率主频率差作为主保护判据,固有频率二次频率作为辅助保护判据,实现直流输电线路双极短路故障保护;利用固有频率与故障距离之间的关系,完成故障定位.通过PSCAD/EMTDC仿真和Matlab数据分析验证了该方法具有较高的可行性.     

输电系统距离保护中的神经网络应用

输电系统传输线的传统距离保护受到不同故障条件的影响 ,而且 ,有时会产生继电器的误动作。本文探讨利用人工神经网络作为样本分类器来实现输电系统传输线的距离保护。利用EMTP( Electro- Magnetic Transient Program)软件和 MATLAB软件的有关工具对一个简单三相输电系统进行仿真 ,结果表明 ,人工神经网络 ( BP网络 )对于三相传输线中单相接地故障的不同故障点距离有很好的识别能力。     

一种混合双端直流输电线路的纵联保护新原理

为保证混合双端高压直流输电系统安全运行,分析了混合双端直流输电线路两端电流相似度.通过故障分析发现,区内故障时线路两端电流无明显线性关系,区外故障时线路两端电流呈线性关系.根据该差异,提出了一种基于相关系数的混合直流输电线路纵联保护方法.利用PSCAD搭建混合双端型高压直流输电线路仿真模型,输出直流输电线路区内和区外故障结果,并利用MATLAB对故障数据进行处理,进行了算法仿真.仿真结果验证了所提保护方法的正确性,该方法在实际应用中数据无需严格同步,能够快速可靠地实现故障判别,具有较强的实用性.     

解微分方程算法在输电线路微机距离保护中的应用分析

解微分方程算法在电力系统输电线路微机距离保护中得到了广泛应用,特别是在中、短输电线路中取得了较为满意的效果.基于解微分方程算法的基本原理,分析了该算法实现的微机距离保护在电力系统输电线路相间故障、接地故障以及高阻接地故障形式中的应用,并从频域和误差分析得到该算法的性能,为该算法完全合理和精确的实际应用的进一步研究提供理论依据和参考价值.     

基于多速率滤波器组的高压输电线暂态电流保护新方法

高压输电线路保护直接影响电力系统的安全经济运行。传统保护不能满足超高压电网发展的要求,探索新的保护原理和可行的实现方法提高输电线路保护的性能,是继电保护研究领域中的一个重要课题。多速率滤波器组应用于高压输电线路单端保护,具有对故障高频信号处理分辨率高、处理速度快等优点性能。分析暂态电流特征,利用多速率滤波器组抽取暂态电流和电压信号并计算能量比,根据能量比来判定故障类型。     

输电线路纵联保护的弱电源侧问题探析

纵联保护是输电线路的主保护,正常运行情况下,输电线路两侧均是强电源侧。在一些特殊的运行方式下,输电线路的某一端将变成弱电源侧。输电线路在弱电源侧的情况下发生区内故障,由于弱电源侧系统不能提供足够的短路电流而不能启动保护．导致两侧保护不能快速跳闸甚至拒动。本文分结合输电线路中纵联保护原理,分析了输电线路一端出现弱电源侧时的基本情况以及解决纵联保护弱电源侧问题的基本方法。     

基于纵向阻抗的混合双极直流输电线路保护新原理

由于传统高压直流输电和柔性直流输电有各自的优缺点,为了充分发挥二者的优势,混合直流输电成为研究的热点。对由传统高压直流输电和柔性直流输电构成的混合双极直流输电线路的保护原理开展了研究,将阻抗的概念进行扩展延伸,提出了一种基于整流侧和逆变侧纵向阻抗的故障保护原理,利用PSCAD搭建仿真模型,利用MATLAB进行算法的仿真验证,该纵向阻抗是整流侧和逆变侧两端电压故障分量的差与电流故障分量的和的比值,利用纵向阻抗的幅值来区分区内外故障。区内故障时,纵向阻抗的幅值小于该极线路全长总阻抗;区外故障时,纵向阻抗的幅值大于该极线路全长总阻抗。该保护可以自行实现故障选极,故障极的纵向阻抗幅值小于整定值,非故障极的纵向阻抗幅值大于整定值。大量的仿真结果验证了所提保护原理的正确性,并可以实现故障选极。     

基于电压信息的 MMC 直流电网直流侧保护方案

针对柔性直流输电系统运行时线路发生短路故障,识别故障线路所在以及解决电网短路电流快 速上升产生的过能量难题,提出利用输电线两端加装电感的电压信息作为故障判据的线路保护方法。 该方 法利用短路发生后电流上升,使得电感感应电压的极性发生变化的原理确定故障线路并启动直流断路器,此 为主保护;主保护拒动时,启动后备保护,通过检测电感感应电压是否超过整定值以确定故障线路并断开,利 用设计的 BPI(Buffer Protection Identification)将线路中的过电流缓冲吸收以保护整个故障线路;在 PSCAD/ EMTDC 上搭建三端环状柔性直流输电系统,模拟线路发生单极短路、双极短路,仿真结果表明:线路发生故 障时,主保护可以快速识别故障线路所在并切开线路,提高了故障识别的灵敏性,主保护拒动时,后备保护启 动识别故障线路,提高了线路整个保护方法的可靠性。     

基于小波神经网络的输电线路故障检测

在分析了小波函数时频特性和人工神经网络学习能力和算法鲁棒性的基础上，提出了一个利用小波神经网络检测电力系统输电线路故障的方法。理论分析和基于EMTP仿真测试结果表明，该小波神经网络故障检测模型和算法是有效的，与传统的人工神经网络相比，具有收敛速度快，鲁棒性强的特点。     

超高压输电线并联电抗器的匝间短路保护

并联电抗器是超高压及以上等级输电系统中的关键设备,其运行状况对整个系统的安全运行起着决定性作用.针对目前并联电抗器故障率较高,尤其是匝间故障保护性能的缺陷,基于对并联电抗器匝间故障的序网图以及故障序分量的分析,提出了负序功率方向原理的新匝间短路保护.通过对并联电抗器的匝间故障、区内、区外接地故障以及由单相重合闸引起的非全相运行状态等情况的研究与仿真测试,表明负序功率方向保护不仅能在各种系统故障及运行情况下做出正确判断,更提高了对并联电抗器匝间故障保护的灵敏度.该保护利用故障负序分量计算实现,受励磁涌流等因素影响小,且其原理清晰,易于实现.     

串补电容对电流暂态量的影响分析

超高压输电线路发生故障时 ,线路上的串补电容及其保护回路都将在故障时产生附加的暂态分量 ,本文分析了串补电容对高频暂态量电流的影响 ,得出了串补电容的存在并不影响高频暂态量电流信号传送到保护安装处的时间的结论     

相电压补偿式方向比较纵联保护

研制的方向元件基于比较补偿后电压的相位而动作，能反应电力系统全相及非全相运行状态下的各种故障．由它作主元件实现了一套用于高压和超高压输电线路的新型方向比较式纵联保护．     

超高压输电线路附近民用建筑物区域电场数值模拟

传统方法模拟电荷位置及个数的选择对计算结果产生直接影响,仅可进行定性分析,不能有效实现电场数值模拟。提出一种新的基于ANSYS的超高压输电线路附近民用建筑物区域电场数值模拟方法。在ANSYS环境下确定不同单元的种类、材料等,按照实际研究对象构造输电导线与民用建筑物的计算模型,计算超高压输电线路附近民用建筑物区域电场值。研究民用建筑物高度对电场的影响,完成超高压输电线路附近民用建筑物房屋电场数值模拟、棱边倒角前后民用建筑区域电场数值模拟。结果表明:超高压输电线路附近民用建筑物不应过高;超高压输电线路附近民用建筑物棱角电场畸变较棱边更大,屋顶室内与阳台的电场屏蔽效果更加显著;对建筑物棱边进行倒角处理无法优化周围区域电场环境。     

带串补装置的超高压输电长线行波差动保护研究

行波差动保护基于输电长线两侧方向性行波差值判断故障,可避开电流差动保护对电容电流的补偿问题,仿真验证表明,对于带串补超高压输电长线,行波差动保护在高阻故障时灵敏度高,动作速度快,具有良好的应用前景消除容性电流的影响,从而可有效应用于带串补偿装置的超高压输电长线这类特殊结构的线路保护。     

小波变换数字算法及其在高压输电线保护中的应用

从电力系统继电保护应用的角度，结合香农采样定理，深入探讨了连续信号和离散信号的小波变换的关系，给出了离散信号的积分小波变换和离散小波变换的数字计算方法。从理论上研究了信号小波变换的误差与尺度函数和小波函数的关系。结果表明：小波变换的误差来源一是信号在尺度空间的投影与抽样空间的投影转换，二是小波以及尺度函数的选择。小波的时频定位特性越好，即时间频率窗的面积越小，计算误差越小。阐述了小波分析在电力系统高压输电线路的行波保护以及单端暂态量保护中的应用。     

基于双回反向序网的同杆4回线单端故障测距算法

提出了一种利用单端工频量的同杆4回线故障测距算法.采用同杆4回线双回同反序解耦方法计算得到考虑分布参数特性的故障线路沿线电压;采用同杆4回线双回反序网络计算得到考虑分布参数特性的故障电流分支系数,进而计算出故障线路沿线电流.由于故障支路可假设为纯阻性,因此利用故障处电压电流相量之比的虚部为0的特性进行故障位置搜索,最终实现同杆4回线中1回线内及2回线间跨线故障时的故障定位.本方法计算简单,不存在伪根问题,且不受系统阻抗、线路分布电容及过渡电阻的影响.仿真表明在同杆4回线各种故障类型下算法均具有很高的测距精度.     

基于GWO改进神经网络的风致输电杆塔响应计算方法

针对基于有限元方法的风致输电杆塔仿真模型存在模型参数设置复杂、响应速度低下等问题,本文提出了一种结合杆塔仿真计算与机器学习的杆塔应力快速计算方法,实现了风致输电杆塔仿真模型的高效运算。本文首先利用有限元仿真分析10~35 m/s风速0~90°风向下输电杆塔的应力结果,将其作为神经网络训练样本;分析杆塔本征参数及气象因素对杆塔应力结果的影响,提出一种基于风速、风向和塔材类型等因素的特征值选取方法;利用GWO优化算法提高神经网络准确度,建立基于GWO-BPNN的杆塔风致应力计算模型,计算速度可达建模仿真的10倍以上。在准确率上,基于数据集划分训练集及验证集,模型准确率在98%以上,将计算结果与实际杆塔受灾情况相比情况一致。本模型可用于输电线路防风预警,致力于输电线路防灾减灾。     

最优合闸相位对空载线路合闸过电压的影响

超高压输电线构成我国电力网络体系的基本框架,其空载线路合闸过电压直接决定了输电线路的绝缘水平。首先从幅频特性角度分析了合闸相位和合闸电阻对过电压中工频分量和自由分量的影响;并且从数学角度对模型进行理论计算和分析,验证了仿真的正确性。其次,从数学理论结果分析了合闸相位和合闸电阻双重因素对合闸过电压的具体影响,分别针对三相输电线路中,合闸过电压最大峰值与最小峰值制定出理想合闸相位图。利用PSCAD/EMTDC软件进行仿真验证,证明其准确性和实用性。     

超高压短线微机光纤纵差保护滤波及算法的研究

本文论述了利用计算机和光纤通信技术,开发微机光纤短线分相电流纵差保护的实施要点,并利用电力系统机—网电磁暂态仿真程序,对典型系统进行了仿真计算,提出了基于最小二乘原理的短数据窗快速数字滤波方案。文中对目前各种电流差动保护判据作了分析比较,提出了适用于超高压短线快速保护的判据,并考虑了线路两侧数据传输的同步问题。仿真考核结果表明:本文提出的方案具有灵敏度高、速度快、精度高、计算量小的特点,能适应系统各种运行状态并能承受较高过渡电阻的需求。