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。     

浅谈输电线路纵联保护的弱电源侧问题

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,对各专业理解纵联保护的弱电源侧问题有一定的参考价值。     

基于故障全量的输电线路纵联阻抗算法

提出了一种基于线路两端故障全量的输电线路纵联阻抗算法,在准确地总结基于故障分量纵联阻抗特性的基础上,充分地描述了在各种运行条件下负荷分量对计算结果的影响,确立了合理的保护动作定值.该算法不需专设保护启动元件,在系统运行的任何时刻,一旦计算结果小于保护动作定值,就可确定为区内故障,线路两端保护可协同动作;否则不论是否发生故障,保护都可靠不动.在电磁暂态程序（EMTP）中建立1 MV 500 km线路模型,使用兰州东至咸阳750 kV动模数据,进行了各种故障下的仿真.仿真结果表明,所提出的算法稳定可靠,抗过渡电阻能力较强,动作灵敏,具有自选相能力,能正确判断出上述各故障状态.     

利用线路两端电压差的输电线路相位纵联保护

提出了一种基于线路两端电压差的输电线路相位纵联保护.根据分相阻抗的相角特性,相位值是由线路各相两个等效电压故障分量差的比值计算而来的,利用这个比值的相位判断故障是否发生在保护区内.当比值的相位等于0°时表明为区外故障,当比值的相位等于180°时表明为区内故障.该保护动作灵敏、适应性强,具备较强的抵御线路电容的特性,可不经过补偿,直接运用于绝大多数输电线路的纵联保护中,同时可有效抵御区外故障时电流互感器(TA)饱和的影响.EMTP数字仿真和动模仿真结果验证了该保护的有效性.     

直流馈入影响下交流输电线路的纵联保护方案

针对直流系统馈入会导致电流差动保护的动作量减少、制动量增加,从而降低保护动作可靠性的问题,提出基于纵联阻抗的交直流混联系统纵联保护方案。通过分析考虑直流馈入影响下不带并联电抗器的交流输电线路故障模型,得出保护安装处差动电流、电压的电气量在区外故障时呈现容性,在区内故障时呈现阻感性的结论。在此基础上推导建立了区内外故障下的纵联阻抗表达式,提出基于纵联阻抗幅值及相角的保护判据,该保护判据不受直流馈入的影响,整定原理简单,具有良好的抗过渡电阻能力,在技术上便于实现。仿真结果表明了所提判据能够快速、有效地区分内部与外部故障,可靠保护线路全长。     

故障全量的分相复合阻抗输电线路纵联保护原理

提出了一种基于故障全量的分相复合阻抗输电线路纵联保护原理,它根据线路两端电压、电流故障全量差的比值引入分相阻抗,并以计算得到的阻抗数值判断故障是否发生在区内.在区外故障时,分相阻抗等于线路全长的正序阻抗;在区内故障时,分相阻抗明显偏离上述正序阻抗.该原理为幅值判据,不仅易于整定、具有自选相功能,而且性能可靠、动作灵敏、适应性强,EMTP数字仿真和动模试验结果验证了其有效性.     

输电线路行波电流极性比较式纵联保护方案研究

提出利用高压输电线路暂态行波电流与电容式电压互感器高压侧暂态行波电流的行波纵联保护方案．对暂态行波电流的α模量求取小波变换模极大值以确定极性．比较测量端主电路及电容器分支电路暂态行波电流的初始极性,以判断行波浪涌方向;并通过交换线路两端的故障方向信息识别线路内部故障．分析了该行波电流极性比较式保护方案的影响因素．ATP仿真表明保护方案切实可行,具有较强的实用性．     

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．     

识别模型参数的电压源换流器型直流输电线路纵联保护

针对电压源换流器型直流(VSC-HVDC)输电线路主保护耐过渡电阻能力差、后备保护动作速度慢的问题,提出了一种识别模型参数的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理.该原理将区外故障等效为正的电容模型,区内故障等效为负的电容模型.对于电压等级为±60 kV、电缆线路长为300 km的VSC-HVDC仿真模型,发生区外故障时,识别出的线路对地电容约为80μF;发生区内故障时,识别出的并联电容负值约为-1 000μF.通过判别识别出的电容值的正负,即可区分区内和区外故障.结果表明,该原理不受过渡电阻、线路分布电容和控制方式的影响,灵敏度较高,在各种工况下均能在发生故障后10 ms内准确区分区内和区外故障,具有一定的实用价值.     

带可控串补和可调电抗器输电线路纵联保护新原理

提出了一种适用于带可控串补和可调电抗器输电线路的故障分量综合阻抗纵联线路保护新原理.利用故障时线路两端故障分量电压相量和与故障分量电流相量和的比值,来判断线路上是否发生了故障.在外部故障时,该比值反映输电线路上的容抗,其模值较大,内部故障时,该比值反映系统电源阻抗和线路阻抗,其模值相对较小,据此可以区分线路上的内部和外部故障.新原理易整定,本身具有选相能力,不受电容电流的影响,不受可控串补电容以及可调电抗器的影响,耐受过渡电阻能力强.利用中国电力科学研究院西北750 kV系统动模系统参数验证了原理的有效性.     

可控串联补偿电容器的过电压保护

以补偿度取３６％ （其中２４％ 不可控、１２％ 可控）的伊敏－ 冯屯５００ ｋＶ 超高压输电系统为例,研究了以电容器电压为同步信号时可控串联补偿（ＴＣＳＣ）系统的内、外部故障、重合闸、电容重投时的过电压问题．提出了采用常规串补和可控串补相结合的补偿方案时ＴＣＳＣ装置过电压保护的参数整定原则：即以重合闸情况确定可控串补模块中氧化锌非线性电阻（ＭＯＶ）的整定参数,以外部故障确定固定串补模块中ＭＯＶ 的整定参数,最后以内部故障较核ＭＯＶ 的能量容量．讨论了重合闸和电容器重投时可采取的控制策略．     

有串补电容输电线纵联差动保护原理

传统电流差动保护应用到超高压和特高压长线路时，线路分布电容电流对其影响很大．目前电容电流补偿的方法和故障分量的方法都不能取得很好的效果．为此，提出一种应用贝瑞隆模型实现纵联差动保护的原理，该原理也可用在有串补电容的输电线路上．实现方法是用贝瑞隆模型计算线路中选定的参考点两侧的电流并进行比较，当线路安装有串补电容时，可将参考点选在串补电容安装处．理论分析和仿真结果显示该原理是正确的．该原理不受分布电容电流的影响，在灵敏度和可靠性上都优于传统的分相电流差动保护．     

静止同步串联补偿器抑制次同步谐振研究

针对静止同步串联补偿器(SSSC)常电抗模式下可能引起次同步谐振(SSR)的问题,提出了一种新的SSSC控制模式--电感模式.该控制模式补偿指令为电感,且可正可负,补偿的电抗与线路电抗随次同步频率同比例线性变化.理论和仿真对比分析了次同步频率范围内电感模式和常电抗模式的阻抗特性,证明了电感模式下SSSC不会与线路感抗发生谐振,有效提高线路阻抗,明显抑制次同步电流,消除了系统产生SSR的可能性.     

低压微网多逆变电源的综合控制策略设计

针对微电网通常是接入低压配电网的情况,分析了低压微电网输电线路与传统高压输电线路阻抗比的差异,对低压微网功率传输进行了理论修正.在此基础上采用不同的控制策略对低压微电网进行综合控制,联网模式下为了执行支撑本地电压和调节馈线潮流,微电源采用PQ控制策略;孤岛模式下为确保负荷能各自快速分担负载和电压频率稳定,微电源采用电压频率V/f下垂控制.为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入阻性虚拟阻抗,根据低压线路参数呈阻性的特点,对传统高压大电网下垂特性进行修正,通过旋转坐标正交变换矩阵,对电压频率V/f下垂控制进行了改进,使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中.仿真验证分析,证明了低压微电网系统下设计的综合控制策略能够保证系统与运行的稳定性和可靠性.     

江西220kV同塔双回不换位线路不平衡度研究

针对江西省浔湖Ⅰ-Ⅱ双回线路存在严重的三相电流不平衡问题,提出采用电容器补偿措施减小三相电流不平衡度。由于对称分量法对不换位的输电线路误差较大,利用模分量法推导出三相不平衡度表达式;并根据GB/T 15543—2008《电能质量三相电压不平衡》中电网正常运行时负序不平衡度不超过2%的要求,理论计算补偿电容的大小。以江西220 k V浔湖双回线路为例,利用电磁暂态程序ATP/EMTP建立电容器补偿的同塔双回输电线路模型。理论与仿真结果表明:采取合理配置补偿电容可以减小线路三相不平衡度。     

一种新型传输零点可控的微带带通滤波器

提出了一种新型的传输零点可控的微带带通滤波器结构,它由一段低阻抗线和与之相连的平行耦合线构成.通过调节低阻抗线与平行耦合线的偶模阻抗比,可以改变谐振器的2个模式之间的距离,从而灵活的调节滤波器的带宽;而通过调节平行耦合线的间距,则可以方便的调节传输零点的位置.仿真与实测结果都表明该滤波器具有良好的性能:低插损,结构紧凑,可以灵活的调节带宽和传输零点的位置.     

利用同序负序分量的同杆双回线快速保护

提出了同杆双回输电线路的一个保护原理．该原理将同杆双回输电线路看作一个被保护单元,并利用六序分量法分解出的同序负序电压和同序负序电流构成方向元件．在系统发生不对称故障时,此方向元件具有明确的方向性,若配合选相元件和通信通道则保护原理可作为同杆双回线路的主保护．该原理简单、易行,具有基于故障分量的方向纵联保护原理所固有的优点,消除了原有基于每一回线的方向元件在双回线非同名相跨线故障时,受双回线线间互感影响需将保护闭锁的缺点．针对特高压输电线路,采用贝瑞隆模型补偿算法代替传统的补偿算法．通过理论分析和仿真．验证了该原理的正确性．     

基于大规模天线阵的多长度导频机制研究

在基于时分双工的大规模天线阵系统中,导频污染是阻碍实现高频谱效率、高吞吐率的最主要瓶颈之一.传统的单长度导频机制使得用户受到所有相邻小区非正交导频序列用户的干扰,进而加重导频污染问题.因此,提出一种新的多长度导频机制(MLPS),使得目标小区各用户的导频长度可以更加接近其最优导频长度,从而减弱导频污染对系统的影响进而提升吞吐率的目的.首先,利用Monte-Carlo仿真观察出系统内各用户最优导频长度的分布情况.然后,基于多长度导频机制带来的不同长度导频间干扰与导频-数据干扰,给出一种可行的导频设计准则和两种时分双工时序策略,分别用于消除以上两类干扰.实验结果表明,相比于传统单长度导频机制,多长度导频机制在上行、下行吞吐率上分别有18%与20%的提升.