共走廊同塔交直流输电线路电磁耦合分量的计算分析

为了充分利用架空线路走廊,交直流同塔输电将是电网未来发展的趋势,开展同塔交直流线路间电磁耦合干扰研究具有重要意义。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了双回交流与单回直流同塔输电线路耦合模型,研究了交流线路不同排列方式、导线相序和运行状态对直流线路电磁耦合的影响,计算了耦合地线以及耦合地线根数变化对直流线路电磁耦合的屏蔽效果。研究结果表明:交流线路呈倒三角且相导线采用ABC/ACB相序排列时,直流线路上的电磁耦合分量较小;交流线路故障严重破坏了电气参数的平衡,导致直流线路电磁耦合分量变大;耦合地线根数越多,屏蔽效果越好,耦合地线根数达到一定数量时,屏蔽效果将趋于饱和。     

复杂电力系统电气故障电磁暂态数字计算方法研究

电力系统电磁暂态的数值仿真研究是一个历久不衰的研究题目，尤其是其时域仿真研究中的Bergeron模型经Dommel实用化改进后，业已成功地应用于著名的EMTP当中，但ENYFP的严重不足在于对各种故障和操作进行暂态仿真前的预处理工作是相当繁杂的。文章针对EMTP使用中的不足，提出了一种普遍适用的电力系统电气故障电磁暂态仿真方法。该方法克服了EMTP由于系统结构或参数改变需要重新计算初始值的缺点，它可以仿真包括串补线路在内的单、双回线路任意点的电弧故障、母线故障、断路器开合和断线故障，并且故障起始角可以设定。新方法可极其方便地对线路故障点序列——系列冲击电流、过电压和谐波分量进行系列数字仿真，亦可极其方便地仿真发展型故障，在线路保护仿真校验和过电压计算等方面极具意义。大量仿真表明，本方法精度高、速度快。     

220 kV同塔双回线路雷击闪络故障分析

对某220kV同塔双回线路雷击闪络故障进行分析。根据故障巡视情况、雷电信息数据、故障录波情况、ATP-EMTP暂态仿真分析可综合判定本次双回同跳故障为雷电反击造成,具体过程为:雷电击中75#塔顶或相邻地线,雷电流由杆塔接地装置注入大地,导致75#杆塔塔顶及塔身电位升高,在双回线路的B、C两相形成反击过电压,引起绝缘子串闪络并发生线路同跳。提出根据线路通道的雷害评估结果来实施防雷整改,通过安装线路避雷器及在杆塔下方架设耦合地线的改造措施,显著提高了线路耐雷水平。     

基于小波变换的高压直流输电线路暂态电压行波保护

详细研究了高压直流输电线路发生故障后暂态电压行波的能量分布特征,利用小波变换对暂态电压进行多尺度分析,并使用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对直流线路在区外和区内故障、故障性雷击和非故障性雷击等几种典型故障下,直流线路暂态电压在各个小波分解尺度下的能量分布进行了仿真计算。计算结果表明,当直流线路发生不同类型故障时,其暂态电压的低频与高频能量的比值有较大差异。根据这些特征,构成了一种新的高压直流线路行波保护判据。     

基于小波变换的高压直流输电线路暂态电压行波保护

详细研究了高压直流输电线路发生故障后暂态电压行波的能量分布特征,利用小波变换对暂态电压进行多尺度分析,并使用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对直流线路在区外和区内故障、故障性雷击和非故障性雷击等几种典型故障下,直流线路暂态电压在各个小波分解尺度下的能量分布进行了仿真计算.计算结果表明,当直流线路发生不同类型故障时,其暂态电压的低频与高频能量的比值有较大差异.根据这些特征,构成了一种新的高压直流线路行波保护判据.     

局部耦合双回输电线路故障分析计算方法

受耦合部分线路间互感的影响,现有的针对完全同塔的故障分析方法不再适用。为此,针对局部耦合双回输电线路的故障分析展开研究。根据局部耦合同塔双回输电线路的结构和特点,利用相分量法和端口网络理论建立局部耦合双回输电线路各区段方程,结合故障边界条件方程,实现了一种针对局部耦合双回输电线路的故障计算方法。最后,利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP构建局部耦合同塔双回输电线路模型并进行仿真验证,结果表明所提方法计算误差小,且不受过渡电阻和故障类型的影响。     

交流线路避雷线融冰故障电磁暂态分析与间接式行波故障定位方法

由于避雷线通常逐塔接地，因此往往对其进行消去处理以降低参数矩阵阶数，但是在避雷线融冰过程中其与沿线杆塔绝缘，会受到线路电磁耦合影响。在研究避雷线对地绝缘条件下多导体传输系统电磁暂态耦合的基础上，推导双回非对称相数多导体传输系统的解耦方式，提出避雷线对地绝缘情况下的相模变换矩阵，并指出避雷线对地绝缘会造成由三相线路所构成模量中出现“零模提速”现象。在此基础上，考虑电容式电压互感器暂态传变特性影响，提出一种利用三相交流线路行波测距装置对避雷线直流融冰期间发生的故障进行间接式双端不同步故障测距的方法，并通过渐进峭度曲线剔除现场实测信号中的电磁噪声，实现波头准确辨识，大量仿真表明该方法可行有效。     

复杂电力系统电磁暂态数字计算关键技术研究

对新型保护和故障测距算法进行测试时需要大量的不同位置、不同故障类型、不同故障起始角的暂态仿真数据 ,而常用的EMPT在建立这些数据时需要手工逐一完成 ,十分繁杂。因此有必要编制适合于新型保护和故障测距算法测试的电磁暂态计算程序。本文对故障起始角的设定、计算步长的选择、故障处理以及大量暂态仿真的实现等关键技术进行了探讨。使用本文方法编写的暂态计算程序可极其方便地对线路不同位置、不同故障引起的电磁暂态过程进行批处理式的数字仿真 ,亦可极其方便地仿真发展型故障和复故障 ,在线路保护仿真校验和过电压计算等方面极具意义。大量仿真表明 ,本方法精度高、速度快     

同杆双回线路保护研究进展

分析了目前同杆双回输电线路的主要保护,分别对基于工频量和暂态量的双回线路保护研究内容进行了综述。介绍了双回线路保护基于工频量的故障分析、故障识别和故障选相,基于暂态量的故障电气行波分析和故障识别,在此基础上分析了现阶段同杆双回线路保护的特点和实际运行中出现的问题,讨论了今后的研究思路,并对其发展方向进行了展望。     

线路综合故障电磁暂态建模与仿真

采用电磁暂态建模原理,利用时域仿真算法,建立了线路综合故障模型。该模型能够实现短路故障、断线故障、断线加短路故障、发展性故障的统一模拟。采用阻尼梯形法推导的电磁暂态方程。能够避免故障时的数值振荡问题。建立的等效断线故障电磁暂态模型在考虑对地电容影响的情况下,利用节点收缩原理消除了断口节点,较增加断口节点方法大幅降低了计算量,且比串联高阻抗方法仿真结果更加合理。同时,提出了断线故障下短路以及短路下断线的模型处理方法。仿真结果表明,所建模型可用干线路复杂故障情况下的电磁暂态过程研究,是线路故障下保护动作行为分析的有效手段。     

T型同杆四回线线路故障选线新方法

对由同杆四回线与同杆双回线构成的T型同杆四回线的故障选线进行了研究,提出一种先判断故障侧并识别故障侧支路的故障选线方法。首先对同杆四回线电路部分进行解耦,分别得到两端的反序电流之间的关系。基于此电流关系判断出故障侧,从而可以迅速确定故障发生的区域。在此基础上,引入正序电压差参数,实现对故障线路的进一步的选线。理论分析及EMTP仿真验证了所提方法的正确性,且选线精度高。     

同杆4回线12序分量法

同杆4回线在节省线路占地的同时,带来了测距和继电保护等方面的困难.文中针对同杆4回线难以解决的线间耦合问题进行了大量研究.使用矩阵变换将耦合的线路进行解耦,形成相互独立的12序分量.详细研究了这12序分量的特点,并给出了线路发生故障时的各序分量图.12序分量法不仅可以成为同杆4回线故障计算的基本方法,还为同杆4回线的测距和保护打下了理论基础.EMTP仿真结果表明了12序分量法的精确性.     

基于二次电弧的单相自适应重合闸判据分析

为了避免单相故障时自动重合闸装置重合于永久性故障,针对高压输电线路,通过对单相接地故障时瞬时性故障与永久性故障的相电压特点进行分析,从原理上揭示了二次电弧燃烧阶段两种故障的电压信号能量分布明显不同.基于此,提出了利用小波包能谱来甄别单相故障性质的方法.理论分析和大量电磁暂态程序EMTP-RV的仿真结果表明该方法能够较为精准地模拟实际故障,具有较好的实践应用价值.     

特高压交流同塔双回输电线路电磁耦合分量的计算分析

针对特高压交流同塔双回输电线路,建立了特高压交流同塔双回输电线路电磁耦合模型,计算了一同线路停运检修时,运行线路在检修线路上感应产生的电磁耦合分量;研究了线路换位、线路故障类型、故障点位置、耦合地线等因素对电磁耦合分量的影响.研究结果表明：线路换位与架设耦合地线可有效降低线路间的电磁耦合分量;线路发生不同类型故障时,电磁耦合分量无明显变化规律;单相接地故障情况下,故障点位于线路首末两端时,电磁耦合分量出现最大值.     

一种适合于同杆4回线的故障测距方法

在对同杆4回线解耦的基础上,提出了一种适合于同杆4回线的故障测距方法.同杆4回线内部发生故障时,可以将故障分量分解为12序分量,且利用该12序分量进行故障测距.考虑到在任何故障类型下,同杆4回线内部都会存在反序分量,所以提出了基于反序环流分量的故障测距方法.当同杆4回线内部发生故障时,从线路两端计算到故障点的反序环流分量电压相等,利用该关系可以求出故障点的精确位置.由于相互独立的12序分量完全能够解决线间耦合问题,文中提出的测距算法能够精确测距,测距精度不受故障类型影响.大量ATP仿真结果表明所提出的测距算法完全适用于同杆4回线的故障测距,测距精度不受过渡电阻、系统运行方式、线路两端功角的影响.     

利用空间电磁场感应检测小电流接地故障

针对架空线路小电流接地故障信号不易获取的问题,提出一种利用电磁场感应实现非接触式故障检测的新方法.对三相架空线路周围故障前后的电场和磁场特征进行了深入研究,发现线路下方水平磁场与零模电流基本成比例关系,垂直电场与零模电压基本成比例关系.利用电磁场传感器感应水平磁场和垂直电场可以获取零模电流和零模电压信号,利用获取的故障信号,提取故障特征,可以实现小电流接地故障选线与定位.提出了现场应用方案和需要解决的若干关键问题,最后通过仿真验证了该方法的正确性.     

基于FDTD-EMTR和地闪记录的闪络故障测距优化方法

针对配电线路中闪络故障存在实测数据故障行波难以标定,雷击位置与实际巡线结果误差较大的情况,提出基于FDTD-EMTR和地闪记录数据相结合的闪络故障测距结果优化方法。通过电磁时间反转法将故障暂态量重新注入回系统,并根据FDTD算法计算得到所有假设故障点的故障电流矩阵,以求解最大能量点对应的位置为参考故障点;计算线路走廊趋势与地闪记录的偏离程度,设置最大接近度参数为修正系数,对电磁时间反转测距结果优化修正。通过真实数据验证了该方法的可行性。     

Improving the accuracy of multisided travelling wave determination of location of a fault in a power line by means of the difference–distance-measuring technique

The double-ended travelling wave method of determination of location of a fault in electrical networks has significant errors due to changes in the propagation velocity of electromagnetic waves. We have developed a travelling wave method of improving the accuracy of location of a fault determination in power transmission lines that is based on navigation algorithms. The method is applicable to lines with branches. The distance to fault determination for the developed method is up to twice as accurate as the double-ended travelling wave location of a fault method. The accuracy of the developed method is less influenced by external factors (change of sag, soil resistance, the instantaneous value of the current at the fault time) than is the accuracy of the double-ended travelling wave location of a fault method. The proposed method allows reducing the errors in determining distance to the location of a fault, and its accuracy is less affected by external factors. The developed method can be incorporated into existing and prospective devices based on travelling wave methods of location of a fault determination.     

同杆双回线反序电流特点及其在T形线路测距中的应用

对同杆双回线的反序电流特性进行了研究，推导出双回线中存在其他支路时反序电流的计算公式及特点。该计算公式可以应用到带有同杆双回线的T形线路的故障支路判断和故障测距，利用反序正序电流计算反序正序电压，并且利用反序正序电压在故障点相等的等量关系进行故障测距。大量的EMTP仿真结果表明，所给出的支路电流与同杆双回线反序正序电流之间的关系是正确的，并且在带有同杆双回线的T形线路故障测距中显示出较大的优势。该测距方法的精度不受故障支路、故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响。     

高压输电线路故障及操作电磁暂态数字计算新方法

基于多传输线理论、频域分析法、数值拉氏反变换技术和卷积方法,提出了长线路任意点任意短路或断线及断路器开合的电磁暂态计算新方法,特别是考虑了电弧故障,使暂态仿真更加切合实际。该方法在ABC相分量上进行计算,考虑了线路参数频变的影响,适用于均匀换位或不换位的单回线、双回线以及线路传播常数矩阵Z与Y不能对角化的情况,使故障时刻故障点电压（对于短路）或电流（对于断线）相角及断路器开合时刻电流相角可任意设定。