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．     

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。     

一种适用于混合双极直流输电的纵联方向保护方法

直流输电线路通常是以大电感和直流滤波器作为边界,故障行波在边界发生折射和反射时,其行波能量也会因为电感和滤波器的存在而被吸收,导致区内、外高频行波能量产生差异.当故障发生为正方向故障时,其高频前行波能量小于高频反行波能量;当故障发生为反方向故障时,其高频前行波能量大于高频反行波能量.由此特征提出了一种基于前、反行波高频能量差异的纵联方向保护,该保护采用小波包变换提取行波的高频能量,利用前行波与反行波在区内故障和区外故障时的高频能量差异判别故障.仿真结果表明,该保护能快速准确地识别故障,并且不受故障类型、过渡电阻以及故障发生位置距离和噪声的影响,具有一定的实用性.     

交直流混联系统对距离保护暂态超越的影响及解决措施

针对传统的距离保护应用于交直流混联系统,特别是当直流系统发生换相失败时存在暂态超越的问题,分析发现交直流混联系统直流侧发生换相失败时,故障暂态信号中含有大量衰减缓慢的低频分量、非周期分量及高频分量,这是引起距离保护暂态超越的根本原因.同时,给出一种先利用分布参数模型将保护安装处的电压、电流补偿至整定点,再采用R-L线路模型建立微分方程,识别出整定点与故障点之间距离的保护方案.动模数据仿真结果表明,该方案在特高压、长线路末端故障时能够有效地防止暂态超越,不受线路分布电容、低频分量以及非周期分量的影响,提高了长线距离保护的动作可靠性.     

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.     

基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法

针对树型配电网分支众多而难以准确选线的问题,本文通过分析发现了不同线路故障初始电流电压行波的极性关系,提高了配电网分支选线的准确率。由于缆线混联线路中的零模波速很不稳定,难以通过线路参数精确获取,提出了基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法,以双端行波测距理论为基础,对线路已有的多端行波测距装置进行自由组合,计算得到多组故障定位结果。通过历史临近故障测距结果误差比较,动态调整各行波测距装置组的权重值,从而进行故障信息的融合决策,给出最终的故障点位置。因此,本文通过故障点同侧行波测距装置组的故障信息对其波速进行在线测量,使得用于故障定位的波速值更贴合实际。最后,采用PSCAD软件对江苏某实际10 kV配电系统进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法不受中性点接地方式的影响,在不同过渡电阻以及系统不同运行方式下均能实现接地故障的精确定位。     

一种适用于混合三端直流系统的纵联保护方案

为提升多端系统的输电可靠性，提出一种基于Mann-Kendall检验法的混合三端直流输电线路纵联保护方法.该方法利用T接汇流母线三端电流故障分量判定故障发生区域；再利用Mann-Kendall检验法对故障区域内线路两端电流的变化趋势进行分析，进而实现故障类型的判别以及故障极的选择；最后，通过PSCAD/EMTDC搭建模型并对不同故障情况进行仿真，使用MATLAB对所提保护方法进行仿真验证.仿真结果表明：不同故障情况下，所提方法均可在2.5 ms内可靠动作，速动性好，并且具有较强的抗噪声干扰能力以及耐过渡电阻能力.     

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。     

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.     

高压交直流并联系统的数字仿真

首次将友模法应用于高压交直流并联系统的数字仿真;建立的交直流并联系统的数字模型可以对交直流并联系统进行正常稳态工况、故障工况及故障对策的仿真计算。提出的仿真方法计算量小;计算精度高、占用内存少、速度快且使用方便。     

基于FastICA的高压直流输电线路故障测距方法

提出了采用快速独立分量分析(FastICA)的高压直流输电线路(HVDC)单端行波故障测距方法。利用FastICA算法对故障后的直流输电线路电流信号进行处理,分离出电流行波特征信号,检测初始行波波头与第二个行波波头到达测量点的时间,并判断这两个波头的极性关系,实现了故障测距。应用Matlab软件,建立了HVDC系统模型,对多种故障类型进行了故障测距仿真。结果表明,该方法可准确区分中点内外故障,正确有效。     

基于形态梯度的输电线电流行波比较式超高速保护

将形态学的概念引入到电流行波比较式保护原理中，提出了基于形态学梯度变换的超高速电流行波极性比较式保护算法．算法具有运算量小、计算速度快的优点，并且由Clark变换产生1、2两种线模量，取形态学梯度变换后极大值较大的模量进行极性比较，因此对于任何一种故障类型都有较高的灵敏度，不存在故障类型引起的动作死区．ATP仿真测试表明，该算法可以用来实现超高速保护，基本上能够正确判别区内外故障，适应不同位置、不同过渡电阻、不同初始角及不同类型的故障情形．此外，还提出了电流行波相似度比较式线路保护方案，此方案不依赖于两端某一点的极性来判断区内外故障，而是通过比较线路两端一段时间内电流的相似度来区分区内外故障，因此可以明显提高判别故障位置的可靠性．     

大型交直流系统事故后的有功调整优化及其在可靠性评估中的应用

本文系统地发展了大型交直流系统事故后的有功调整优化模型。模型的目标是当系统中某些元件退出运行时,使总失负荷量最少,同时也使有功调整方式与实际运行情况相近。在评估系统可靠性时,用Monte-Carlo法模拟系统随机出现的大量故障,因此对每一种故障检查是否会造成失负荷以及确定失负荷多的多少,所要求的计算量应该很少且速度很快。本文的模型和算法,由于利用了同心松弛概念和逐次处理约束条件的思想,以及应用修正节点电纳矩阵反演求逆的方法,适应了这种需要。 本文涉及系统的静态约束条件,所计算的可靠性指标反映静态失负荷水平。本文最后给出了应用于-14节点系统时的计算结果。     

基于扩展Nataf变换的交直流混合系统概率潮流计算方法

随着新型电力系统高比例新能源与高比例电力电子化的“双高”特征日益凸显,交直流混合已成为中国电力系统的典型特征。伴随着可再生能源出力的随机性,交直流混合系统的潮流也表现出随机性。为此,提出一种基于扩展Nataf变换和拉丁超立方采样的交直流混合系统概率潮流计算方法。首先,建立适用于概率潮流计算的交直流混合系统潮流模型。同时,针对Nataf变换无法处理源荷相关系数矩阵非正定的情况,采用一种基于奇异值分解的扩展Nataf变换,并结合拉丁超立方采样进行交直流混合系统的概率潮流计算。此外,针对传统Gram-charlier级数存在节点电压幅值等状态变量概率为负值的情况,提出一种C型Gram-charlier级数以解决该问题。最后,在改进的57节点交直流混合系统中验证了所提方法的有效性。     

基于行波原理的10 kV电缆网络分布式故障定位方案

在线故障测距对于城市10 kV电缆线路的故障查找与修复非常重要,由于配电线路结构复杂,不能直接应用现有单端或双端行波测距技术,无法迅速对故障点进行准确测距和排查抢修,对居民生活和企业生产带来一定不便和经济损失。本文分析了典型10 kV电缆网络接地故障时的电压与电流行波特征及其在线路中（特别是环网柜、线路末端处）的折反射规律,阐述了一种安装于环网柜与线路末端的分布式故障行波测距系统的系统构成、工作原理,并给出了高速数据采集、传感器采集频带选取和线路末端电流行波获取方法等关键技术方案,利用多例现场实例验证了该技术与系统的可靠性和准确性。     

智能交流电综合测试仪

介绍了以 5 1系列单片机为核心的测试仪 ,可测量交直流电压、交直流电流、功率、失真度、频率等参数。在一个周期内多次采样 ,经过傅立叶变换FFT算法 ,获得电压、电流值 ,进而求得功率、失真度。提出了测量交流电频率和功率因素的新方法 :用T0门控计数方式 ,配合INT0中断 ,测量交流电的过零脉冲的周期 ,可测出频率 ;用同样方法 ,再加入INT1中断 ,测量交流电电压过零和电流过零的间隔时间即可测得功率因素。此测试仪测量方法新颖 ,测量精度较高。测试仪与PC机联机后 ,配上专用软件包可完成记忆示波器的一般功能     

基于模型识别和电流极性的混合式双极型直流输电线路纵向保护

针对混合式双极型直流输电系统,结合模型识别和电流极性保护原理,提出一种新的输电线路纵向保护原理。分析故障网络发现:当逆变侧前端故障时,故障模型等效为电容模型(C模型),当逆变侧背面故障时,故障模型等效为阻感模型(RL模型);当整流侧前端故障时,整流侧故障电流具有正极性,当整流侧背面故障时,整流侧故障电流具有负极性。区内故障时,即逆变侧和整流侧的前端同时故障时,故障模型匹配C模型,同时故障电流具有正极性;当故障发生在区外时,即逆变侧和整流侧的前端不是同时故障时,逆变器侧的故障模型不匹配C模型,或者整流侧故障电流具有负极性。由此区分直流线路外部和内部故障。仿真结果表明,该原理可以补偿主保护,作为备用保护的改进。     

高压直流输电建模研究

讨论了目前研究交、直流混合电网交直流系统相互作用时在直流建模上存在的模型过度简化及模型选用不恰当的问题;分析了稳定性研究中直流建模的一般方法,指出了简单模型、响应模型和详细模型的基本特征,分析了3种模型的优缺点和适应性.从换相失败的基本机理出发,探讨了引起换相失败的各个因素与换相失败之间的关系.最后在Matlab的Simulink环境中,以一个典型的双桥12脉冲直流系统为例,对交、直流侧发生故障及清除过程进行仿真,得到了详细模型的动态响应曲线.