基于相关系数分析的六相输电线路故障选相

六相输电系统具有功率传输密度大、线路走廊窄、相间电压低等优点,受到越来越多的重视.文中在六相输电系统六序分量基础上,提出一种基于相关分析的六相输电线路故障选相法.采用六序分量法进行故障分析,有效消除互感,得到六序分量间电流特征;利用相关分析法迅速、准确地识别六序电流量间的相位关系,区分故障类型、确定故障相别.RTDS仿...     

六相输电线路的相差纵联保护研究

六相输电线路能有效地提高电网功率传输密度,在国外得到了充分的重视.该文提出一种针对六相输电线路的相差保护方案,该方案利用六序故障分量中的半正序、半零序和半负序电流分量不受系统阻抗变化影响的优点,取3者之和作为六相输电线路相差保护的操作电流进行两侧电流比相.由于本方案的电流操作量为稳态量,因此在故障期间该方案一直有效.理论分析和仿真结果都表明,该方案除具有普通相差保护不受系统振荡影响的优点外,还能有效克服传统相差保护易受负荷电流和大过渡电阻影响的缺点,并且大大提高相差保护的灵敏度,可用作六相输电线路的主保护.     

六相输电线路的纵联方向保护方案

在典型的六相输电系统中，半正序、半零序和半负序故障分量不受系统阻抗变化的影响。文中提出了基于上述3种故障序分量的方向保护判据，并且将其综合在一起，构成了一种适用于六相输电线路的纵联方向保护方案。该方案能够根据故障的特性自动选择方向判据，并且能够反映除六相短路以外的所有故障。补充正序突变量判据以后，该方案能够判别六相短路故障。EMTDC仿真结果表明，该纵联方向保护方案不受系统阻抗和故障点过渡电阻的影响，原理简单、可靠，动作速度快。     

基于广域信息的同杆双回线测距及选相

将广域测量系统得到的输电线路两端电气量进行六序分解,利用六序分量中同正序故障分量的传输线长线方程测得故障距离,然后利用两端电气量和故障距离再借助长线方程求得故障点的各相电流,依据故障点相电流的幅值特征判断故障相.该方法原理清晰,选相逻辑简单可靠,且随着系统运行方式的变化可自适应调整选相判据的定值.理论分析和MATLAB仿真测试表明,所提出的方法测距精度高,选相不受故障点过渡电阻和线路分布电容电流的影响,可以为同杆双回线的距离保护提供有效的选相逻辑.实际故障数据分析证明该方法可靠、实用.     

一种基于六序网图的同杆双回线故障测距算法

采用六序分量法分析同杆双回线故障中的非跨线故障,并依照故障时故障点的电气量特征列出方程,进行非跨线故障测距.将同杆双回线故障后的电气量转化为同序正序和反序正序分量,根据单回线各种故障类型的边界条件得到各六序网图的连接关系,利用同序正序和反序正序电流在故障点的特殊关系构成测距方程,从而进行精确故障测距.该测距方法使得同杆双回线的故障测距精度不受故障点过渡电阻、回线故障类型的影响.EMTP仿真显示,该测距方法精度高,计算方便,在过渡电阻较大时仍能满足测距精度要求,且不受系统运行方式变化等因素影响.     

同杆并架双回线故障选相研究

综合运用模态变换和六序分量法分析同杆双回线的故障特征。模态量在发生单回线故障和同名相跨线故障时特征明显,适用于此种故障的选相;而六序分量法在分析非同名相跨线故障时具有明显的优势。结合这2种方法提出一种相对简单实用的同杆双回线系统各种故障判别的新方案。理论分析和仿真测试表明,该方法能够在各种运行条件和故障情况下正确选相。     

基于稳态量的同杆并架双回线综合选相

本文利用六序故障分量法分析了零序负序电流选相元件和相电流差突变量选相元件在同杆双回线跨线故障下的动作行为。分析表明,零序负序电流选相元件和相电流差突变量选相元件在某些跨线故障下会误选相。根据同杆双回线跨线故障时故障相电流相位特征,结合相阻抗方向元件,提出了一种基于单回线单端电气量的稳态量综合选相元件,保护利用分相式通道在判断两侧选相结果后实现选相跳闸。通过大量的数字仿真,验证了该方法的正确性。     

六相输电系统的故障暂态分析

六相输电能提高输送功率密度,降低杆塔建设成本,环境指标优于同塔双回线。针对六相输电故障分析主要集中于稳态的研究现状,该文对其故障暂态特性进行了深入分析,利用解耦变换矩阵将故障后的六相系统电压电流转换为六序分量,结合输电线路π型等值电路建立了六序网络的暂态模型。分别推导了频域下考虑线路分布电容、串补电容及并联电抗器的故障暂态电流表达式。与同塔双回线相比,六相系统的故障暂态过程更复杂,谐波频率更高,衰减更迅速。最后利用PSCAD建立六相输电系统模型验证了分析的正确性。     

不对称参数同杆双回线选相方法研究

线路参数不对称的同杆双回线无法使用传统的六序分量法进行解耦。针对这个问题,提出一种新的解耦方法。首先,三相分解成正序、负序、零序分量;然后,耦合的零序分量进行解耦,分解为同向和反向分量。该方法解决了不对称参数同杆双回线的零序互感问题。当线路发生故障时,可以根据故障边界条件得到序分量之间的幅值和相位关系。不同线路发生故障时,两回线正序分量的电流幅值不同。同一回线发生不同类型的故障时,六序电流分量的幅值有对应的关系。同一类型的不同相发生故障时,六序分量的相位不同。根据上述关系提出了相应的选相判据,并给出了选相流程和方法。PSCAD仿真结果表明,该方法具有良好的选择性,且不受故障类型,故障位置以及过渡电阻的影响。     

同杆双回线的六相序阻抗距离保护方案研究

指出了传统距离保护应用于同杆双回线时所存在的一些问题,如发生单回线接地故障时,由于相邻线零序电流的影响,会使测量阻抗的大小不能正确反映故障距离,导致保护拒动或超越;由于只使用单回线单侧电气量,使距离保护不能正确地反映双回线的跨线不接地故障等,提出了新型的同杆双回线的距离保护方案--基于六相序的距离保护方案,分析了六相序距离保护应用于同杆双回线时保护特性及相应的问题,并针对这些问题提出了改进方法.改进后的六相序距离保护可以很好地应用于同杆并架双回输电线路中,作为差动保护的后备保护,可以在单回线故障或跨线故障情况下正确地选择出故障线路.     

一种新型序分量高压线路保护选相元件

提出了一种利用零序与正负序之和的相对相位关系选相新原理.该原理通过零序与正负序之和的相对相位关系,并结合零序与负序相对相位关系进行接地故障相别的判断.该选相元件从原理上克服了以往序分量选相方法受过渡电阻影响较大的缺点,原理简单,理论分析和大量的现场数据验证表明能有效可靠地选出故障相别,是高压线路保护实现单相重合闸较为理想的选相元件.     

不同电压等级部分耦合线路的单回线故障分析

由于建设时间的不同,因此输电系统中会出现不同电压等级部分耦合的输电线路。这种线路故障时,由于存在零序互感,给故障分析带来了难度。针对这一问题,将耦合部分的线路,先分别进行传统的序分量分解,得到完全解耦的正序分量、负序分量和存在耦合的零序分量;然后再借鉴六序分量法的思路,把零序分为同向量和反向量,对零序互感进一步解耦;最后,利用零序电流电压之间的关系,对非耦合部分进行阻抗修正。根据故障时的边界条件,研究了不同电压等级部分耦合线路的序分量特征,给出了发生单回线故障时的复合序网图,解决了不同电压等级部分耦合线路故障计算的复杂问题。PSCAD仿真结果表明,该方法非常适用于不同电压等级部分耦合线路的故障分析,且短路分析计算具有精确性、实用性和有效性。     

Corona power loss determination on multi-phase power transmission lines

This paper presents a method to calculate the corona power loss and the ground-level electric field values for three- and six-phase power transmission lines. The charge simulation technique is applied in which the surface charge on the stressed conductors as well as the space charge around each conductor are represented by two discrete sets of unknown infinite line charges. Satisfying properly chosen boundary conditions at the transmission-line conductor surfaces results in a system of linear algebraic equations whose solution evaluates the unknown line charges. The emission of ions from a conductor surface is assumed to take place when the magnitude of the charge simulating its surface charge exceeds an onset value based on a pre-defined corona onset field value for both positive and negative half cycles. The simulation space line charges are displaced back and forth to the conductor by the action of the electric field whose magnitude and direction depend on the simulation charges in the conductor and in the surrounding space. Recombination process takes place whenever charges of opposite polarities meet together. The calculated corona power loss for three-phase power transmission lines agreed satisfactorily with those reported earlier, and for the first time, the six-phase corona power loss will be presented.     

基于序分量无功功率的单相自适应重合闸

针对不带并联电抗器的超高压输电线路,提出一种基于序分量无功功率的单相自适应重合闸实现方法。当线路发生单相接地故障且故障相两端断路器跳开后,在永久性故障下,线路侧各相电压和电流值经短暂时间过渡到稳态,之后各序分量无功功率基本保持恒定;在瞬时性故障二次电弧尚未熄弧阶段,电弧电压和故障相端电压随电弧拉长不断升高,正序无功与负序无功呈现相反方向的增减变化。基于这一现象,采用线路侧断开处的正序与负序无功功率分量的变化率来区别永久性和瞬时性故障。在二次电弧熄弧瞬间,故障相电压相位会后移90°,此时正序与负序无功功率分别有不同极性的跃变,通过检测序分量无功功率的突变来捕捉熄弧时刻。该方法实现简单,耐过渡电阻能力强,受故障位置影响小,能适用于重负载线路。EMTP仿真验证了其正确性和有效性。     

适应于逆变型风电接入系统的改进故障序分量选相方法

针对传统故障序分量选相元件在逆变型风电接入系统中可靠性较低的问题,提出了一种改进的故障序分量选相方法。首先,分析在最新风电场低电压穿越策略下,风电侧的故障序阻抗特性及传统故障序分量选相元件的适应性。然后,利用负正序、负零序阻抗相位差等效正负序、零负序电流分支系数相位差,以补偿传统序分量选相判据的相角误差。最后,采用补偿后的故障序电流相位差作为选相判据,实现了故障相的判别。同时通过调整零负序选相分区,使其具有较好的耐过渡电阻能力。仿真实验表明,在不同故障类型、故障位置和过渡电阻下改进选相方法均能可靠地选出故障相。     

六相电力系统的故障计算方法

介绍了一种基于模态的六相电力系统的故障计算方法,利用六相系统的对称性,通过对阻抗阵进行变形,使其解耦成两组三相系统,并分别对这两组三相系统采用不对称故障的分析方法,将其组成六相系统的复合序网,以此对其进行不对称短路故障的计算。     

基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相元件

提出了一种基于相间故障弧光电压特征的高压线路选相新原理,应用于振荡闭锁期间的选相元件.对接地故障,利用零、负序电流相位差进行分区,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.然后根据相间故障弧光电压Ucosψ小于某一定值,而健全相相间电压的余弦值Ucosψ一般比较大的特征,来得到选相结果,解决了目前选相元件在电力系统振荡时可能发生的误选相问题.通过对不对称故障开放条件的改进,大大提高了单相接地故障的选相速度.该选相元件具有很强的耐过渡电阻能力,并且完全不受分支系数和系统运行方式的影响.RTDS试验验证了新选相元件的准确性和有效性.     

经过渡电阻短路接地故障的计算方法研究

对经过渡电阻短路接地故障的计算方法进行了研究,用对称分量法分析了单回线经过渡电阻接地故障,以及用六序分量法分析参数完全对称的同杆双回线经过渡电阻接地故障。针对不对称参数同杆双回线经过渡电阻接地故障进行分析:用对称分量法将线路阻抗矩阵分解为正序、负序、零序,得出两回线的正序量、负序量之间没有耦合,只有零序量之间存在耦合的结论;借鉴六序分量法中把电流分解为同向量和反向量的思路,将存在耦合的零序分解为零序同向量和零序反向量。再分别对新解耦方法各序的系统阻抗进行修正。用新的解耦方法进行故障分析,给出了新序网中过渡电阻的修正系数,并与PSCAD仿真结果进行对比,从而验证了新解耦方法的正确性。     

直驱风电机组低电压穿越改进控制方法仿真研究

采用改进的瞬时对称分量法对电网电压瞬时值进行对称分量分解,提出了电网电压不对称跌落时D-PMSG的低电压穿越控制策略,按照电网电压正序分量和额定电压的比值减小发电机功率,并在解耦控制中分别控制正序和负序分量,正序通道完成能量的传输,负序通道产生和电网负序电压相等的负序电压,从而保证网侧逆变器电流中无负序分量,避免了逆变器非全相过负荷,充分利用其容量。仿真结果研究表明,提出的改进控制策略实现了不对称故障下的低电压穿越,并且保持了逆变器三相电流对称。