超高压输电线单端暂态量保护的新原理探讨

通过对输电线路故障暂态电流的理论分析 ,发现区内、外故障时暂态电流由于线路阻波器、结合设备以及杂散电容的影响有所不同 ,主要表现在两个方面 ,一是每个突变点 (行波到达时刻 )的波形变化的陡变不同 ,二是在一个时间段内包含的高频分量不同。利用小波变换提取和放大两者的差异可以构成输电线路的保护判据。仿真结果表明 ,利用小波变换提出的保护算法足以放大和提取这种差异而构成正确的保护判据。

高压输电线路单端测距新原理探讨

突破了传统的利用工频分量的单端测距概念和利用初始行波与故障点反射行波到达测量点的时间差进行单端测距的概念,提出了一种新的单端故障测距原理。该原理利用单端电压电流计算沿线电压对距离导数的范数在线路上的分布进行故障点的定位。通过对故障线路的分析发现,利用单端量对全线路的电压分布进行计算,其结果在故障点后方,是“虚假”的;但这个“虚假”的电压分布对距离的导数与真实的电压分布对距离导数有相似的变化规律。同时还发现,故障线路上电压对距离导数的范数(有效值)在故障点呈现最小值。那么,利用单端量计算的电压分布 导数的范数最小值点就是故障点。EMTP对该原理的初步仿真证明,该算法具有比较高的准确度,但还有一些问题需要进一步的研究。

利用暂态电流的输电线路单端量保护新原理探讨

对超高压输电线路的暂态电流波形奇异点 (突变点 )处的奇异性进行了大量的分析 ,发现区内、外故障时的暂态电流波形在突变点的奇异性由于母线杂散电容、结合设备以及阻波器等的影响而有所不同 ,利用小波多尺度边缘分析来检测并放大这一区内、外波形奇异度的差异 ,并提出利用单端故障暂态电流构成具有绝对选择性的超高速保护新原理 ,EMTP仿真证明了该原理和方法的正确性。

配电网PT铁磁谐振的机理分析

利用相模变换理论,建立配电网发生绝缘放电时的故障分析模型,运用时变相量的分析方法分析配电网PT发生铁磁谐振的原因,并建立非线性并联铁磁谐振模型,分析电网发生铁磁谐振的机理.配电网的铁磁谐振分为两种类型,即暂态谐振和稳态谐振,发生暂态谐振的主要原因是由于扰动发生时,电网对地等效电容被迅速充电,导致电容储存的电能对PT放电导致暂态谐振.稳态谐振的发生机理则是由于PT铁磁非线性导致系统存在多个稳定运行点,当扰动较大时,将使得配电网电压运行点从正常的状态转移到谐振的稳定运行状态,能否激发稳态谐振取决于扰动量的大小.利用胜利油田6 kV系统作为仿真对象,仿真结果表明,上述理论是正确的,对解决配电网PT烧毁事故具有指导意义.

边界保护的理论基础 第一部分 故障暂态分析

近年来 ,基于单端暂态量的输电线路保护新原理不断涌现出来 ,这种利用故障产生的暂态分量是否透过线路边界的特征构成的具有全线速动的保护称为边界保护 ,边界保护成立的条件有两个 ,其一是区内外故障时 ,暂态分量存在差异 ;其二是该差异有规律性 ,可以被提取并且很明显 ,足以构成保护判据。基于这个目的 ,对输电线路区内外故障时的暂态分量的频谱进行了分析 ,发现并提取该差异 ,为边界保护的研究提供理论基础。全文共分为三个部分 ,第一部分是故障暂态分析 ;第二部分是线路边界折反射系数的频谱分析 ;第三部分是区内外故障暂态分量频谱差异的提取和EMTP仿真。本文是第一部分 ,利用网格法对输电线路在区内、正方向区外和反方向三个典型位置故障时的暂态分量进行分析和比较 ,并发现了不同故障方向时暂态分量的差异和正方向区内外故障的差异 ,前者的差异主要体现在线路边界的反射系数的频谱特征中 。

边界保护的理论基础 第二部分:线路边界的折、反射系数的频谱

在第一部分中 ,对故障产生的暂态进行了分析 ,发现区内外故障暂态分量的频谱差异主要与线路边界的折、反射系数的频谱有关。本文是第二部分 ,主要探讨了两类母线的接线情况下 ,线路边界的折、反射系数的频谱特征。同时 ,还分析了当线路上接有三相阻波器时 ,对线路边界折、反射系数频谱特征的影响。最后在折、反射系数频谱特征的基础上 。

基于微分算子逼近的单端故障测距新原理

利用微分算子的代数逼近,将线路的电报方程进行变换解耦,得到时域内电压、电流随距离分布的解析解,发现线路沿线分布电压的差分在一个时间段内的能量在故障点呈现最小值,据此构造了新的故障测距函数。通过证明,利用单端量计算得到的"虚假"电压分布与真实电压有相同的分布规律。进而提出了一种基于微分算子逼近的单端故障测距新原理。同时,详细阐述了三相故障测距新算法。EMTP仿真验证了单端故障测距新原理的准确性和正确性。

超高压输电线路新型单端超高速保护研究

提出了一种基于小波框架理论的新型暂态量保护原理 ,利用单端暂态电流的能量突变 ,检测故障发生作为保护的启动元件 ,利用一个时间段内不同频率分量的衰减程度来区分区内和区外故障 ,大大提高了暂态量保护的可靠性 ;为了解决电压接近零点故障时灵敏度下降问题 ,利用暂态电流信号奇异点 (突变点 )的奇异性不同作为区分区内、区外故障的辅助判据。

基于暂态量超高压输电线路无通信保护的研究

高压输电线路发生故障后的暂态电压或电流分量中包含比工频分量更多的故障信息 ,充分利用这一信息是构成具有绝对选择性单端无通信保护的前提。对目前基于暂态量的无通信保护的研究进行了对比和分析 ,并提出了目前基于暂态量的高压线路无通信保护的发展方向。

考虑频率相关参数的直流输电线路故障特征分析

目前高压直流输电线路利用行波波头的上升速率构成保护判据,由于长距离线路频率相关特性对高频信号的衰减作用较强,导致保护的灵敏性不足。利用零极点法分析线路故障暂态信号的频率特性,发现故障电气量的高频分量中包含位置主频和边界主频。高频暂态量由边界主频和位置主频共同作用产生。区内、外故障的特征差异取决于反射系数频率特性的通带和透射系数频率特性的阻带,因此特征频带应为透射系数阻带的截止频率与反射系数通带的最高频率间的频带。由PSCAD仿真结果证明,区内、外故障时电流在此特征频带内差异明显。

基于正交投影变换的输电线路电磁暂态计算新方法

提出一种利用投影变换算子理论建立的暂态分析和计算的新思路。利用函数逼近、投影变换和多分辨分析理论将输电线路电报方程组投影到由一个关于时间变量t的基函数,在某个二进分辨率下通过位移张成的函数空间中,得到一个只关于距离变量x的向量微分方程组。利用线路的边界条件,即可求解出输电线路的暂态过程。该方法将二维偏微分方程的求解问题转化为数值计算,突破了传统的特征法,建立了新的输电线路电磁暂态计算模型和方法。利用单根线路的EMTP仿真证明了该算法的正确性。

输电线路边界保护中雷电冲击与故障的识别

输电线路的边界保护原理是在单端利用暂态分量中包含的高频分量是否经过线路边界这一特点构成的 ,当雷电冲击线路时 ,会使边界保护发生误动作。通过大量的仿真分析 ,发现在雷电冲击没有造成短路和造成弧光短路以及普通短路故障情况下 ,由于线路两端的避雷器造成暂态分量的小波谱随着时间的变化规律不同 ,并提取这一差别构成了雷电和短路的识别算法。输电系统的仿真模型采用频率相关模型 ,ZnO避雷器采用IEEE公认的频率相关模型。EMTP仿真验证说明了该算法的正确性。

边界保护的理论基础 第三部分:故障暂态频谱差异EMTP仿真

全文的第一部分 ,研究了线路在三个典型位置故障暂态分量的特征 ,发现区内外故障暂态分量差异取决于线路边界的反射和折射系数 ;第二部分研究了反射系数和折射系数的频谱特征 ,发现区内外故障暂态分量的差异的确存在 ,而且比较明显 ,特别是具有阻波器线路在阻波频带内的差异非常明显。本文是全文的第三部分 ,对具有阻波器线路 ,利用三阶Cui样条小波变换提取故障暂态分量中的 [0 ,2T]× [阻波频带 ]时频区域内的信息 ,并进行频谱分析。EMTP仿真结果表明 ,区内外故障差异不仅存在而且十分明显 ,足够构成边界保护判据 ,在单端实现全线的速动。

小波分析在数字滤波中的应用研究

系统地分析了小波变换的物理意义和特点，将小波变换原理应用于微机保护数字滤波器。仿真表明，该滤波器可以准确地滤除信号中的直流分量和高频分量，具有算法简单可靠的优点，适合计算机的实时处理。

基于小矢量的快速距离保护新算法

衰减的直流分量和非整次谐波对基于线路相量方程的比相式距离保护原理有较大影响。不同于传统上滤除的做法,文中将它们作为有用的电气量和工频量一起构成保护判据。在此基础上为提高保护的动作速度,利用线路的小矢量方程,定义了操作电压小矢量,通过直接比较操作电压和极化电压小矢量相位的方法构成保护判据。EMTP仿真表明,该算法具有不受衰减直流分量和非整次谐波影响的特点,而且对高频暂态量也有很好的抑制作用。

频域紧支撑正交小波及其在暂态保护中应用

小波分析作为时频分析工具已经越来越广泛地应用于电力系统的各个领域 ,如何选择和构造最适合用户需要的小波具有重要意义。从信号的时频分析角度 ,频域紧支撑小波比时域紧支撑小波具有更好的分频效果 ,然而其时域的衰减性较差。介绍了构造频域紧支撑小波的一般方法 ,分析了频域紧支撑小波的性质 ,并在Meyer小波基础上提出了构造理想分频效果并且具有任意阶衰减及满足各种相频响应需要的频域紧支撑正交小波。模拟暂态信号的小波分析结果表明 ,该小波的分频效果和计算的有效性是令人满意的。

小波变换数字算法及其在高压输电线保护中的应用

从电力系统继电保护应用的角度 ,结合香农采样定理 ,深入探讨了连续信号和离散信号的小波变换的关系 ,给出了离散信号的积分小波变换和离散小波变换的数字计算方法 .从理论上研究了信号小波变换的误差与尺度函数和小波函数的关系 .结果表明 :小波变换的误差来源一是信号在尺度空间的投影与抽样空间的投影转换 ,二是小波以及尺度函数的选择 .小波的时频定位特性越好 ,即时间频率窗的面积越小 ,计算误差越小 .阐述了小波分析在电力系统高压输电线路的行波保护以及单端暂态量保护中的应用 .

分布式参数输电线路电磁暂态分析新方法(英文)

根据函数逼近原理,输电线路的电报方程可以整理为一组正交基的线性组合。文章采用Daubechies正交基,经过投影变换,映像到与依赖于时间变量的和建立在确定架构的函数空间,与输电线路的电压和电流相关的微分方程被转换为代数矢量方程。从而,建立起每一单元的投影等效模型,然后可以在投映域中对输电系统的暂态进行计算。利用EMTP仿真验证了所建议的方法。

基于变时间窗傅里叶变换比相式快速阻抗继电器新算法

首先分析了衰减直流分量对传统的比相式距离保护原理的影响的根源,将线路时域内微分方程在一个时间段内的积分后再进行Fourier变换;并拓展了操作电压(补偿电压)的定义,即假设测量点到整定点的线路无故障的整定点电压,同时利用变时间Fourier变换技术,分析了操作电压矢量与极化电压矢量在区内外故障时的关系,在此基础上提出了基于变时间窗的比相式阻抗继电器新算法。理论分析和EMTP仿真表明,该算法不受衰减直流分量的影响,且动作速度相比较传统的比相式算法有很大提高。

超高压输电线路单端暂态量保护元件的频率特性分析

为有效利用故障暂态量中含有的丰富故障信息，需要对其在输电系统上的传播特性进行深入的分析。为此从输电系统的频域模型着手，全面分析了输电线路、母线和阻波器的频率特性，指出母线对地等效电容和阻波器的阻抗显著地不等于线路的特性阻抗，由此提出“线路边界”的概念。通过对线路边界的透、反射系数的进一步分析发现：暂态信号的高频段（特别是阻塞频带）穿越线路边界时将大为衰减，而低频段（1-10kHz）儿乎不衰减；为弱化线路的传输影响而突出线路边界的作用，宜选用100kHz以下的信号分量。文中的分析结果对其他行波或暂态量的应用研究具有参考价值。