高压输电线故障点定位的一种新的计算机方法

本文提出了高压输电线故障点距离的一种新的精确的计算机算法——故障电流分量相位修正阻抗法。对于双侧电源线路,利用新算法。可以完全消除一般阻抗法和电抗法中,由于负荷电流和过渡电阻引起的误差,且只用线路测量端的电气量就能十分精确地求出该端到故障点的距离。 新算法还可以进一步发展成为一种具有高度避越负荷电流和过渡电阻影响性能的计算机距离保护的新算法。 通过在220KV,243公里长和130KV,47.3公里长的两条高压输电线模型上,用CK-710小型控制计算机和“频果”Ⅱ型微型计算机模拟在各种不同负荷电流、过渡电阻和故障距离情况下的各种类型故障试验,所得结果完全证实了新方法的高度精确性。     

基于六序分量法的同杆双回线精确故障测距

在对同杆双回线的故障特性进行分析的基础上，提出采用六序分量法进行故障测距．该方法巧妙地解决了两回线间的互感问题，在六序故障分量网络中，线路两侧的序电流故障分量的有效值之比仍然只是线路阻抗、两端系统阻抗和故障距离的函数，由此得出的测距方程简洁明了，易于求解，且不受故障类型和过渡电阻的限制，也不需要两端数据同步．对同杆双回线的各种故障类型进行仿真的结果表明，所提出的方法能够高精度地测定同杆双回线故障距离．对于超长线路，线路的分布电容对故障测距有较大的影响，在测距方程中，将分布电容以集中参数的形式分配到故障点到输电线路的两侧，从而具有很高的测距精度．     

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。     

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.     

一种适用于混合三端直流系统的差动保护方案

为提高混合三端高压直流线路及母线差动保护的速动性、灵敏性、可靠性与选择性,提出一种基于Hausdorff距离算法的新型高压直流线路及母线差动保护方案。当±800kV混合三端直流线路发生故障时,通过线模电流故障分量判定故障方向,区分故障区域。对线路首末两侧电流波形进行实时短窗数据差异量化,用线路首末两端的电流相似度差异判定线路区内外故障及单双极选极。以T区送端(电网换相换流器侧)与T区两受端(模块化多电平换流器侧)电流和的Hausdorff距离差异作为T区母线故障识别保护判据。利用PSCAD建立混合三端直流输电系统模型,运用MATLAB验证所提方案。仿真结果表明:所提方案判据可耐受过渡电阻500Ω,耐受过渡电阻能力强;能在3ms内快速可靠动作,可靠性高、快速性好;对线路两侧通信精度要求低,具有一定的抗噪和抗异常数据的能力;在不同工况下,都可快速识别故障区域及区内外故障,并实现故障选极。     

基于序分量的多端线路电流差动保护改进算法

针对现有多端线路差动保护算法易受饱和等问题的影响,给出一种基于对称分量的多端线路差动保护算法.该算法根据附加正序网络,以各端序电流故障分量和为动作量,以任意两端最大序电压故障分量差与其对应的线路正序阻抗的比值为制动量.分析表明,该算法简单方便,能够可靠区分出故障发生在区内还是区外,并且不受过渡电阻和电流互感器饱和的影响,具有良好的工程应用前景.     

特高压长线路电容电流对距离保护的影响

特高压输电线路是全国统一电网的骨干网架．为保证其安全可靠运行,分析指出了特高压长线路的分布参数特性使传统距离保护的测量阻抗不与故障距离成正比．研究表明,线路空载运行条件下发生经高阻故障时短路电流相对偏小,而特高压输电线路电容电流大,因此线路电容电流可能影响阻抗元件出现超越或拒动问题．同时提出了特高压长线路距离保护的改进措施,理论分析与仿真测试验证了传统距离保护应用于特高压长线路时存在的缺陷,并证明了距离保护改进措施的有效性与可行性．     

故障相的故障分量综合阻抗特点分析

使用三相模型,推导了故障分量综合阻抗与序分量综合阻抗之间的关系,指出故障相的故障分量综合阻抗在数值上与故障时的故障分量正序综合阻抗接近.同时它还具有小于两侧系统阻抗中比较大的、大于比较小的系统阻抗的特点,且在应用于弱馈系统时,故障分量综合阻抗小于线路阻抗与较小的系统阻抗的2倍之和.使用EMTP建立了500 kV,400 km线路模型对分析结论进行了验证.该结论可用于故障分量综合阻抗纵联保护原理的整定计算及定值灵敏度的分析.     

DFIG的LVRT措施对输电线路距离保护的影响

双馈感应电机(doubly-fed induction generator,DFIG)特殊的暂态特性影响着输电线路风电场侧距离保护的效果。发生过渡电阻短路时,文章结合DFIG低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)措施和控制方式,分析其暂态特性,研究采用转子撬棒和串联制动电阻(series dynamic braking resistor,SDBR)实现LVRT时工频量距离保护的抗过渡电阻能力以及保护误动的可能性。理论分析和仿真结果表明:转子撬棒加强了风电场的弱馈特性,使距离继电器的抗过渡电阻能力变弱;采用SDBR时可通过转子侧变流器(rotor side converter,RSC)调节功率输出,故障电流稳态值相对较大,继电器抗过渡电阻能力较强。此外,由于故障电流普遍较小,容易造成下段线路故障时本段线路保护误动。     

环网中输电线路故障点的定位算法

提出了环形电网中输电线路的故障点定位法，该法使用本地信息，定位精度不受负荷电流，过渡电阻和故障线对侧系统阻抗变化的影响。数字仿真结果令人满意。     

对多种阻抗继电器抗过渡电阻能力分析与研究

在电力系统运行出现短路故障时,过渡电阻对距离保护选择性动作影响较大。本文对现行使用较为广泛的阻抗继电器抗过渡电阻能力进行了研究。主要分析了零序阻抗继电器,多边形继电器和相量比较继电器躲过过渡阻抗的基本原理,论述了四种用于改善零序阻抗继电器特性的方法,介绍了多边形与圆特性复合、多边形与多边形特性复合在阻抗继电器中的应用,综合分析了相量阻抗继电器的新判据。     

LZ-22型偏移阻抗继电器的特性分析

偏移特性阻抗继电器常用于小电流或大电流接地系统中作为输电线路距离保护的测量元件.本文基于LZ-22型阻抗继电器分析了偏移特性阻抗继电器的工作原理、动作阻抗及精确工作电流等特性.     

电遥测钻柱信号传输的建模分析与信道特性改善

电遥测钻柱信息遥测系统由多节布线钻杆级联形成,用于井下随钻测量数据的高速率上传。由于信道传输的高频电压信号衰减严重,目前每隔约300米需要中继器进行信号续传,因此如何延长中继距离成为系统性能改善的关键。布线钻杆由布有同轴电缆的杆体及电磁耦合器构成,高频下布线杆体的同轴电缆可看做传输线,电磁耦合器可等效为高频变压器,将二者结合建立了布线钻杆的等效电路模型及电遥测钻柱信道的电压传输函数数学模型;通过外置补偿元件使传输线达到阻抗匹配以确立布线钻杆的电磁参数;通过改变补偿元件参数在传输线终端产生反射电压来加强传输线上的信号幅度,使信道的信号传输能力得到有效改善。研究表明,适当增大补偿元件电阻值可以大幅度提高信道的电压传输函数值,在目前信道带宽及信号检测灵敏度条件下中继距离可提高1倍,达到大幅度延长中继距离的目的。本文的研究可以为布线钻杆的电磁设计及电遥测钻柱信息传输系统的性能改进提供理论指导。     

利用故障分量的新型选相方案

本文针对数字式保护和故障点测距特点,提出和分析了一系列利用故障分量的迭相方案。这些方案原理简单、动作可靠、分析方便、不受负荷电流的影响,几乎不受故障点位置、电源阻抗和故障点过渡电阻的影响,也不受系统振荡的影响、能在任意系统结构和故障型式下都明确可靠地选出故障相。因此可作为数字式保护的较理想的选相元件方案。     

基于R-L模型的参数识别快速方向元件

论述了基于R-L模型的参数识别方向保护原理，即通过求取系统参数R和L，利用内部和外部故障时系统参数R和L的符号关系来判断出故障的方向．该原理使用了基于R-L模型的解微分方程算法，因此不受非周期分量的影响．通过仿真比较R-L模型和分布参数模型的相频特性可知，该方法有很好的频带适用范围．针对无穷大电源系统中和经高阻接地时存在的电压灵敏度不足的问题，采用保护安装处的记忆电压代替其电压故障分量，从而使保护可以判别出故障的方向．经计算软件ATP仿真表明，该方法可以在5ms甚至更短的时间内判断出故障的方向，使保护的动作速度和灵敏度都能得到很大提高．     

基于图形相似度的分布式能源接入配电网差动保护方案

针对传统配电网其拓扑结构和故障特性由于分布式新能源的接入,发生了一定改变,对配电网的继电保护带来了新的挑战,提出一种依据线路两端电流波形相似度的自适应差动保护方案。该方案通过分析线路两端的电流波形特征,利用Hausdorff距离算法计算电流的相似度,在此基础上构建电流差动保护的制动系数,对故障区域进行自适应判别。在PSCAD/EMTDC软件中搭建基于分布式电源的配电网模型,对所提保护方案进行仿真验证,仿真结果表明该方案能准确判别故障区域,抗过渡电阻能力强,且不需要电压信息和增加额外保护装置,具有同时兼容低成本与高可靠性,抗同步误差能力强等优点。     

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．     

Optimal Design for Wireless Power Transfer System with Relay Resonators

The optimization method by adjusting load and distances between two adjacent coils( or resonators) is presented on basis of wireless power transfer( WPT) system with relay resonators. 2-port network and impedance matching theory are applied to analyzing power flow of incidence and reflection in WPT system,then setting up power flow model. The maximum power transmission efficiency can be obtained when the load and distance between secondary resonator and output coil meets impedance matching at 2-port network's output port. The simulation and experimental results shown the impedance matching method can effectively improve and maintain transmission efficiency by adjusting load and distances between coils or relay resonators.     

用六序分量补偿过渡电阻的双回线准确故障定位方法

在深入研究双回线故障特征的基础上,提出了一种用六序分量补偿过渡电阻的双回线路故障定位方法。该方法能够准确地计算出双回线中单回线故障和跨线故障的故障距离及故障点电阻,其计算结果不受负荷及故障点两侧系统等值阻抗角不相等的影响。该方法也适用于两回线线间零序互感分布不均的双回线。该方法计算量较小,可实时地应用于双回线的距离保护和故障定位。