新型相模变换矩阵在行波保护中的应用

分析了电网电压等级的提高对继电保护和断路器动作速度提出的更高要求,指出电力系统为了适应变化趋势,继电保护的运算将会以相模变换代替对称分量变换;研究了基于小波分析的超高压输电线路行波保护,将新型相模变换矩阵对故障行波电流电压信号进行解耦,并和常用的相模变换矩阵仿真结果进行比较。实例分析表明:该算法在行波保护中具有很高的应用价值,能够反映所有故障类型;相模变换矩阵在电力系统继电保护中将具有广泛的应用前景。     

小波分析在高压线路行波保护中的应用

特高压电网的发展对继电保护提出了更高要求,传统反映工频量的保护动作速度难以再提高,基于暂态故障分量的行波保护研究再度受到广泛重视。在介绍线路行波保护原理特点及其发展的基础上,分析了小波变换应用于高压线路行波选相、行波保护、重合闸和行波故障测距中的研究成果,指出了小波变换应用和行波保护发展中需要注意的问题,展望了行波保护的发展前景。结果表明：利用小波变换可以提取行波信号,准确定位行波到达时刻,提取波头极性和行波幅值大小,从而为行波保护的实现奠定了坚实的数学基础。     

电力系统继电保护定期校验问题综述及其展望

结合浙江500 kV电网继电保护的配置现状和实际定期校验中发现的问题,给出了大量定期校验中发现的危害电网安全的继电保护缺陷实例。从继电保护校验过程自动化、电力系统仿真、特高压电网输配电、变电站IEC 61850以及状态检修等新技术的应用方面,对继电保护定期校验的发展做出了展望。     

继电保护通讯(七十)

【特高压电网需要研究的课题】针对我国即将启动的1 000 kV特高压电网示范工程,继电保护和系统稳定方面的专家提出了研究课题。1在继电保护方面(1)继电保护装置和自动化设备电磁场抗扰度能力的研究。尽管特高压输电网产生的电磁场与目前超高压输电网产生的电磁场没有严格的区别,但随着电压等级的提高其强度势必增加。因此,要求进一步研究这些设备电磁兼容问题,提出电磁兼容的试验标准。(2)特高压电网无疑对继电保护和自动化设备的安全性及可靠性要求更高,研究系统稳态和暂态过程与500 kV、750 kV电网的区别,以及故障切除时间与系统稳定性…     

基于RTDS的交流1000kV输电线路系统建模与继电保护仿真研究

介绍了以实时数字仿真器（RTDS）平台搭建的特高压输电线路继电保护闭环仿真系统。通过对晋东南-南阳-荆州交流1000kV特高压示范工程输电线路的RTDS实时仿真与理论分析，验证了仿真模型计算的正确性。与动模继电保护仿真系统相比，基于RTDS的仿真系统能够更加灵活方便地变换故障环境，从而能更加详尽地研究特高压输电线路故障对继电保护装置的要求。     

特高压电网继电保护技术的发展

特高压电网因为其分布电容的影响、电磁暂态过程衰减较慢、对过电压的苛刻要求等,使得特高压继电保护需要充分考虑特高压电网自身的特点。给出了特高压线路分布参数模型,介绍了近年来国内对特高压线路保护的研究成果,包括特高压纵联保护、距离保护以及基于暂态量的保护,以及国内在特高压主设备保护方面的进展,并讨论了研究特高压保护应关注的问题。     

基于Kalman滤波算法的电网故障行波检测方法

行波检测是电网故障行波定位与行波保护技术的关键。为提高在含噪环境下行波检测的准确度与可靠性,本文提出了一种基于Kalman滤波算法的电网故障行波信号检测方法。该算法首先对电网电流信号进行分析,选取基波以及各次谐波作为状态变量建立状态空间,在此状态空间中利用Kalman滤波算法,实现对电网故障电流信号的预估及校正;由此得出校正后的电网电流信号幅值,利用幅值的奇异点进行行波检测分析,记录行波的到达时刻。仿真分析表明,Kalman滤波算法在不同的故障条件下均可准确检测出行波信号;在含噪声情况下和微弱信号下,相比于Hilbert-Huang变换和小波变换,Kalman滤波算法能有效提高电网故障行波定位的准确度与可靠性。     

特高压输电网对距离保护的影响

特高压将是联合系统或全国统一电网的骨架,其安全可靠运行对于全系统的安全可靠运行起着决定性的作用,故对其继电保护的性能和可靠性要求极高.以最常用的距离保护为例,对其在特高压输电网中的暂态表现进行分析,得出了传统保护在特高压电网中应用的一些有益结论.     

基于网络的故障行波定位算法

为了解决电网故障双端行波定位中任一定位装置故障、启动失灵或时间记录错误等导致的定位失败难题,提出了基于网络的故障行波定位算法,根据电网中故障行波到达各变电站的精确时间和行波传输的最短路径进行综合定位计算。运用Floyd算法计算电网的最短路径矩阵,匹配行波波头到达各变电站的精确时间;分析不经过故障线路的最短路径,在线计算行波传播速度;并寻找经过故障线路的最短路径,在线计算故障点位置;为每个变电站设置权重,对所有不同路径的计算结果加权求和,得到故障点的精确位置。EMTP仿真分析和现场运行结果表明,该定位算法误差小于150 m,可靠性高、鲁棒性强,较好地满足了电网运行要求。     

基于网络通路的区域电网故障行波定位方法

在双端行波定位方法的基础上,提出了一种基于网络通路的区域电网行波故障定位新算法.该算法在不依赖于断路器状态信息的前提下,根据电网中各变电站记录的所有初始行波到达时间和电网的拓扑结构信息进行融合处理和容错分析,从而在某台录波装置故障、启动失灵或时间记录错误后仍能进行故障定位.理论分析和EMTP仿真结果表明,即使在较少的行波录波装置的情况下,该算法对所有电网具有较强的容错性和较高的定位精度.     

基于改进暂态能量方向的半波长输电线路保护方法

针对传统特高压保护方法难以直接应用于特高压半波长交流输电系统的问题,提出基于改进暂态能量方向的半波长输电线路保护方法。半波长输电线路测量阻抗随故障位置不再呈现单一线性变化,导致传统距离保护不能直接应用于半波长输电线路,而行波在超长线路上衰减损耗极大,难以准确检测行波波头,故行波保护亦难以用于半波长输电线路保护。因此,提出一种基于改进暂态能量的方向保护方法,通过线路两端检测到的暂态电气量计算输电线路三相瞬时功率,并通过瞬时功率的积分求取暂态能量,以暂态能量的极性构造区内、区外故障判据。经大量仿真验证,无论故障点位于线路何处该方法均能够可靠实现区内、区外故障辨识,此外暂态能量极性不受故障角、过渡电阻改变而改变,所需采样率仅10 kHz,仿真结果证明该方法准确、可靠。     

超（特）高压输电线路高速行波差动保护

提出了一种行波电流差动保护的新算法,首先利用形态学交替混合滤波器去除行波信号中的噪声,并提取方向电流行波波头对应的时间,然后计算从方向电流行波起始时间开始数十微秒内方向电流行波波形的积分值,将输电线路两端的同向电流行波积分值的差值作为行波电流差动保护的动作依据。当被保护线路外部短路故障时上述差值很小,而被保护线路内部短路故障时该差值很大,从而明显地区分出内部和外部故障。该算法由于只利用了行波起始部分数十微秒内的信号,其动作时间主要决定于线路两端的通信时间,因此一般动作时间只有几毫秒。分析和仿真表明该算法动作速度快、可靠性高,可以作为超(特)高压输电线路的主保护。     

电力线路行波差动保护与电流差动保护的比较研究

线路电流差动保护的基础是线路的RL集中参数模型和电荷连续性。行波差动保护的基础是线路的分布参数模型和行波传输不变性。针对两类差动保护在电力线路上的应用进行了详细的理论和仿真对比研究。指出二者的根本区别在于行波差动保护考虑了线路的分布参数特性和空间传播特性,而电流差动保护把线路看成节点,完全忽略了分布参数特性和空间传播特性,差动电流是行波差动电流的退化形式。对于特高压长距离输电线路,行波差动保护相比于电流差动保护有明显的性能优势。对于高压和超高压输电线路,行波差动保护和电流差动保护性能无显著差别,电流差动保护可以胜任该类线路。     

输电线路功率型行波纵联保护新方法

为提高纵联保护的灵敏性与可靠性,提出一种行波功率型的纵联保护新算法。该算法利用彼得逊等值模型,分析线路区内、区外故障时的初始行波分布特征,给出了初始行波无功功率定义。基于S变换提取单频率的初始电压、电流行波,计算出初始行波无功功率,根据线路两端的初始行波无功功率幅值之比构成保护判据。当被保护线路区外故障时,线路近故障点端几乎测量不到初始行波无功功率,而远故障点端测量到的初始行波无功功率数值较大;被保护线路内部故障时,线路两端均存在较大的初始行波无功功率。根据线路两端测量的初始行波无功功率相对大小关系,能够明显地区分出线路内外部故障。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护性能可靠性高、动作速度快、动作门槛值整定简单、计算量小;在小故障初始角下仍能准确识别区内外故障,且不受故障类型、故障位置、过渡电阻和母线结构等因素影响。     

基于小波变换的小电流接地系统的行波测距

阐述了基于小波变换的行波测距法 ,针对小电流接地系统中存在的架空线电缆交替出现的现象 ,首次提出了消除波速度不连续的归一算法 ,以实现该系统中行波测距法。通过理论分析和仿真论证了该算法为小电流接地系统单相接地的故障测距 ,并提出了新的方法     

行波保护数字仿真中几个问题的讨论

从行波保护的概念出发 ,讨论了在行波保护数字仿真中的几个常规问题 ,包括线路模型的选择 ,数字仿真工具的选择 ,信号处理工具的选择 ,以及在行波保护研究中所要考虑的几个影响因素。对于线路模型选择了FD(Frequency Dependent)线路模型 ,数字仿真工具选择了ATP与MATLAB ,信号处理工具选择了小波分析方法 ,而行波保护仿真所要考虑的几个影响因素主要讨论了行波信号的不确定因素的影响、阻波器的影响、接地电阻的影响以及线路换位情况的影响。文中对讨论的几个问题所给出的建议性的意见 ,对行波保护的数字仿真研究具有一定意义     

基于初始行波相位差的同杆双回输电线路故障识别

为提高行波保护的灵敏性和可靠性,提出一种基于初始电流行波相位比较的同杆双回线路快速保护新算法。基于S变换计算初始行波相位,通过分析同杆双回线路同端和对端上的初始电流行波相位关系构建保护判据。当内部单回线故障时,双回线路同一侧上电流行波相位近乎相反;内部同名相跨线接地故障时,线路同一侧上的电流行波相位近乎相同,同一条线路两端的电流行波相位近乎相同;区外故障时,两条线路同一侧的电流行波相位近乎相同,同一条线路两端的电流行波相位近乎相反。引入行波相位差的概念,通过分析电流行波相位差的变化特征识别同杆双回线路区内外故障。大量的仿真结果表明,该保护性能灵敏、可靠,动作速度快,判据简单,基本不受故障初始角、故障类型和过渡电阻等因素影响。     

串补线路的数学形态学行波测距法研究

因存在串联电容及其并联保护元件MOV,带串联电容补偿装置的输电线路的高度非线性特性对故障测距和继电保护产生了较大影响,使常规的故障测距和距离保护算法均已不再适用。为此,讨论了串联电容补偿对输电线路行波法测距的影响,并提出了一种基于数学形态学梯度技术的串补线路行波法故障测距新算法,该算法不受MOV非线性特性的影响。相对于小波变换等积分运算来说,形态学对突变信号检测能力强,对噪声不敏感,算法简单,耗时较小,易于硬件实现。ATP仿真结果表明,该算法具有很好的准确性和鲁棒性。     

单端行波故障测距的频域方法

研究了故障行波的频谱与故障距离以及线路终端的系统条件3者的关系,特别是线路终端的系统等效阻抗对行波频谱的影响。在此基础上,提出了频域的单端行波故障测距方法。首先提取故障行波的频率主成分,确定在此单一频率下的波速、系统端和故障点反射角,然后计算出故障距离。分析了单相高阻接地故障时行波频谱的特点及算法的误差。用不同故障距离和故障类型的仿真算例对算法的精度进行了验证。     

超(特)高压输电线路耐雷性能计算方法综述

针对超(特)高压输电线路的反击耐雷性能、绕击耐雷性能特点,比较分析了采用规程法、行波法、蒙特卡洛法、故障树法、电磁暂态程序(electro-magnetic transient program,EMTP)法来计算反击耐雷水平的具体过程、优缺点,以及采用规程法、电气几何模型法、改进电气几何模型法、输电线路雷电绕击的先导发展模型法、输电线路绕击概率模型法来计算绕击耐雷水平的具体过程、优缺点,并提出今后超(特)高压输电线路耐雷性能的研究工作应放在雷击线路的传播过程和机理上,寻找更合理的计算模型和方法。