浅论零序保护在电网中的应用

在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。电力系统正常运行或发生相间故障时，系统的零序分量为零，而发生接地故障时存在一个特殊分量一零序分量，而反应零序分量构成的接地保护具有接线简单、动作迅速、灵敏度高，不受系统振荡和过负荷的影响等特点。因此，反应零序分量构成的零序保护得到广泛应用。     

基于改进S变换的配电网故障定位方法

该文提出了一种基于改进S变换提取行波特征频率的配电网故障定位方法。配电线路故障产生的暂态行波在波阻抗不连续点之间来回反射,从而在不同的振荡路径上形成不同的特征频率分量,根据故障路径特征频率分量的大小可以计算出故障距离。S变换是一种性能优越的时频分析方法,该文将其应用到行波特征频率的提取中,仿真结果验证了该方法相此基于Morlet连续小波变换方法的优越性。     

基于Teager能量算子瞬时能量的贯通式同相自耦变压器牵引供电系统牵引网纵联保护方案

提出一种基于Teager能量算子瞬时能量的贯通式同相AT牵引供电系统牵引网纵联保护方案。牵引变电所出口并联电容与一段接触线构成牵引网边界,通过分析发现该边界对高频信号有很强的衰减所用。利用FEEMD分解提取故障电流高频分量,然后利用Teager能量算子计算故障电流高频分量的瞬时能量,并提取两端瞬时能量最大值。区外故障时,故障电流高频分量瞬时能量最大值较小;区内故障时,该值较大。根据该差异来构造保护动作判据,判别故障位置,决定保护是否动作。基于PSCAD大量仿真实验表明,该保护方案能够准确判别区内、外故障,并且有较好的耐过渡电阻能力。     

基于鲁棒局部均值分解与二阶瞬态提取变换的滚动轴承故障诊断

利用传统故障诊断方法对滚动轴承进行诊断时存在故障特征提取困难以及提取特征不明显的问题。针对此问题,提出了一种基于鲁棒局部均值分解（robust local mean decomposition,RLMD）以及二阶瞬态提取变换（Second-order transient-extracting transform,STET）的故障特征提取方法。首先对滚动轴承故障信号进行RLMD处理,得到一系列故障信息丰富的特征分量。然后利用二阶瞬态提取变换善于提取信号中强脉冲分量的特点,对筛选出的分量进行二阶瞬态提取变换以提取脉冲故障特征进行诊断分析。实验分析结果表明,该方法能够有效地提取出故障特征,且特征提取效果优于传统诊断方法,适用于滚动轴承故障诊断。     

利用Teager能量算子瞬时能量的模块化多电平换流器多端柔性直流电网保护方法

为提高模块化多电平换流器多端柔性直流电网快速清除和隔离故障的能力,提出了一种利用Teager能量算子提取电压故障分量瞬时能量的纵联保护方法。根据多端柔性直流电网故障后的电压故障分量瞬时能量的不同,利用Teager能量算子对电压故障分量进行处理,提取电压故障分量瞬时能量最大值,构造保护判据,给出整定原则。利用各保护测量安装处的电压故障分量瞬时能量最大值判定故障区间及区内外故障。利用同侧换流站正负极电压故障分量瞬时能量之比进行单双极故障判定,并进行故障选极。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了±500kV四端柔性直流电网模型进行验证,结果表明,所提方法可在3ms内快速可靠动作,耐过渡电阻能力强,在不同的工况下都可准确进行故障区间及区内外故障判别,并可实现故障选极。     

电网低频振荡扰动源线路暂态 特征频带选取算法

为了有效利用线路暂态特征频带包含的故障信息,准确选取线路暂态特征频带,使得频率在该频带内的暂态分量可有效体现电网低频振荡扰动源位置,提出电网低频振荡扰动源线路暂态特征选取算法。分析了线路边界频率特性,获取线路暂态特征频带上限约束值。将电网低频振荡扰动源线路的始端和末端当成端口,通过二端口网络方程获取线路等值阻抗,对暂态特征进行分析。在此基础上,通过矩阵束法对不同线路电流频率分量和频率分量相位进行提取,按照升序顺序排序,对不同频率分量相位进行比较。将与90°相角相应的频率当成频带上限,完成对电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带的选取。实验结果表明:所提算法可得到线路暂态特征频带选取结果,获取电网低频振荡扰动源位置;和特高压直流输电线路暂态保护特征频带选取算法与基于暂态相电流特征分析的故障选线算法相比,所提算法选取结果和实际结果间的误差最小。可见所提算法暂态特征频带选取结果准确。     

平行双回线路单回线不对称故障时提取故障分量的新方法

针对传统的只能在故障后2到3个周波提取故障分量的缺点,提出了单回线不对称故障在整个故障过程提取故障分量的新方法.该方法在平行双回线路的六序故障分量理论和单回线不对称故障复合序网图的基础上,根据同向网正、负序电流分布系数相等和反向网正、负序电流分布系数相等的特点,用正、负序电流反向量和负序电流同向量间接求得正序电流同向量的故障分量,进而合成得到每回线各相电流的故障分量.该方法不受负荷电流和电网参数波动的影响.PSASP和MATLAB仿真表明,通过该方法得到的故障分量同实际故障分量相同,而且可以长时间提取.     

一种TSDF判别算法的自适应阻抗保护研究

阻抗保护Ⅲ段已被确定为电力系统级联故障的原因之一。由于三相故障的对称现象，所以一般很难在电力系统低频振荡时检测出来，造成保护装置误动。针对这个问题，利用一种基于Matrix Pencil(MP)方法的瞬态监督检测函数(Transient Supervisory Detection Function, TSDF)检测低频振荡过程中发生的三相故障，得出该自适应阻抗保护方法，可以快速、便捷、可靠的检测出电力系统低频振荡时发生三相故障的结果。该算法通过比较检测指数g和自适应阈值g_th去检测判断电力系统是否发生三相故障。仿真结果表明，其所提算法在仅振荡或故障的单一情况下，和在振荡且分别发生区内外故障的两种情况下，可以保证保护装置可靠动作。     

故障分量虚拟电压差夹角余弦母线保护方法

针对母线比率差动保护在区内故障有汲出电流情况下,由于元件灵敏度下降导致保护整组动作速度减慢或拒动问题,采用故障分量虚拟电压差夹角余弦的母线保护新方法。该方法通过平移故障分量电压信号的位置,计算平移得到的两个故障分量虚拟电压差的夹角余弦来判别区内和区外故障。在区内故障时,故障分量虚拟电压差方向相反,夹角余弦值为负值;在区外故障时,故障分量虚拟电压差方向相同,夹角余弦值为正值。最后通过理论分析和PSCAD(power systems computer aided design)搭建拉西瓦水电站模型验证了新方法在母线内部故障有汲出电流时,其动作裕度至少为比率差动保护的5.97倍;通过平行四边形定则分析并仿真验证了新方法不受母线区内故障高阻抗接地影响;且方法具有较强的抗电流互感器饱和能力。     

电压互感器和电流互感器暂态特性对距离保护算法的影响

对距离保护暂态超越产生的原因进行了详细分析，并给出了结论．对于采用解微分方程算法的距离保护，当电容式电压互感器（CVT）和电流互感器（CT）暂态特性一致时，它们对解微分方程算法没有影响，反之则会引起暂态超越．通过建立两者的数学模型，分析并比较两者在传递非周期分量时暂态特性的差异发现，由于CVT和CT的传变特性不一致而引起的二次侧电压和电流中非周期分量无法平衡是导致距离保护暂态超越的根本原因．EMTP故障仿真和现场录波试验表明，CVT和CT的非周期分量衰减时间分别为10ms和40ms，即CVT后非周期分量比CT后非周期分量衰减快，因而会导致距离保护因为暂态超越而误动作．     

一种新的高压线路振荡选相元件

提出了一种基于阻抗相对变化的高压线路保护选相新原理,用作振荡期间的选相元件.对接地故障,利用零序、负序电流之间相位差进行分区,每个分区包括某相单相接地和另外两相短路接地两种故障,根据故障环上的测量阻抗为一恒定数值,而非故障环上的测量阻抗随振荡变化这一特征,来得到选相结果.本元件提高了振荡中不对称接地故障的选相速度,不受系统运行方式和分支系数的影响,且易于实现,在现有的微机保护装置中可以直接使用.动模数据仿真表明,新选相元件具有较快的选相速度,文中算例可以在60 ms内选出故障相.     

基于小波包算法的电力系统故障信号处理

提出应用小波包算法来提取电力系统暂态故障信号的基频分量。正交小波包分析能够将信号的频带分割得更精细，对频带进行多层次划分。本文提出电力系统故障信号的小波包分析方法，就是对电力系统故障信号进行细分，以便更精确地提取基频信号。并且将小波包算法与传统的傅立叶算法进行了比较。如果将小波包算法应用于数字保护，则对于提高电力系统的数字保护的准确性很有帮助。     

电力系统暂态稳定概率计算

本文首先对扩展等面积法（ＥＥＡＣ）进行了推广研究，使之能处理多重操作时的第一、第二摇摆问题，以适应实际应用之需。文中着重分析了暂态稳定概率计算的特点，并根据这些特点以ＥＥＡＣ法为基础编制了相应的软件。用本软件计算暂态稳定概率，虽然要计算很多次稳定，但在计算过程中，潮流（最费机时）只需计算一次，切除线路后压缩导纳矩阵只需计算Ｌ次（支路数），而且故障时压缩导纳矩阵采用支路追加修改法形成，因此总的计算量     

利用局部量进行多机系统失步快速预测原理的探讨

本文研究多机电力系统遭受大扰动后系统首次摇摆暂态不稳定性的在线实时预测方法.导出了使用局部状态量的多机系统失步快速预测判椐及一系列计算公式,给出了失步预测与控制系统的初步构成方案.经多种故障条件下模拟计算,结果表明失步预测装置给出的稳定边界与使用全部状态量离线计算所得稳定边界相当吻合.     

基于ES-PN模型的电力系统故障诊断

提出了一种基于Petri网理论和专家系统的电力系统故障诊断方法,详细阐述了基于引出线诊断模型和鉴别故障元件的方法,包括故障元件和其保护的关联度。通过对保护的方向性、区域性以及关联度的分析,增加了模型的拓扑适应能力。这种方法克服了专家系统难于用数学方法描述的缺点,增强了Petri网在该问题上的推理能力,利用Petri网建立数学模型,提高了故障诊断速度。诊断结果表明,该方法能够大大减少响应时间,并且比之前的方法更能适应电网配置的变化。     

小电流接地故障选线装置的设计与研究

针对现有小电流接地故障选线装置价格昂贵,功耗大,适应电网结构能力差等问题,设计了一种以ARM为核心处理器、具有GPRS功能的故障选线装置．采用基于特征级信息融合的群体比幅比相新算法进行故障系统选线,计算出每条线路的故障度,提高了选线的准确率．仿真结果表明了该方案和算法的有效性．     

配电线路快速保护原理及分析

随着配电网络通讯系统的不断完善,特别是城市配电光通讯网的建立,利用通讯通道实现快速保护成为可能,基于通讯的配电线路保护能够有选择性地实现快速故障隔离和系统重构,是配电自动化发展方向.分析了方向闭锁式过电流保护和方向允许式过电流保护的动作原理以及配电系统的特殊性,表明闭锁式方向过电流保护满足配电线路快速保护的要求.提出的配电线路快速保护方案,能准确选出故障线路,瞬时动作隔离故障.当馈线远方终端(FTU)拒动或通讯中断时,变电站馈出线的保护可作为远后备.     

基于Matlab的Gauss-Seidel迭代法电力系统潮流计算

潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算,它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态,是进行故障计算、继电保护整定、安全分析的必要工具.电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础.本文基于Matlab利用Gauss-Seidel法进行电力系统潮流计算,并分析了计算结果.通过算例,说明了该方法编程简便、运算效率高并符合人们的思维习惯,验证了该方法的有效性.     

电网故障行波保护技术研究综述

电网故障行波保护技术是20世纪80年代发展起来的故障诊断新技术.利用电网中变电站检测到的故障信息,可以准确地判断故障位置、故障方向、故障类型、故障程度、故障发生时间等,以便迅速处理,减少电网损失.行波检测技术、实用性、时间同步技术是研究的重点.     

基于生物遗传模型的微电网电流保护整定方法

传统微电网电流保护整定方法存在失效率高的问题,因此,提出一种基于生物遗传模型的微电网电流保护整定方法,介绍了微电网电流保护装置硬件结构,分析了测频电路和A/D转换电路。通过演化算法对微电网电流保护进行整定,依据"自然选择"构建"生物遗传"模型对微电网电流进行整定优化,在微电网电流短路故障中,利用电力系统的模型反馈设定初始值,经"自然选择"将初始值进化成最优值。给出演化计算在电流短路故障中的参数优化模型。实验结果表明,采用本文方法对微电网电流保护整定优化后,微电网失效率降低,可靠性增强。