AN ACCURATE METHOD OF FAULT ANALYSIS FOR RESPONSE OF FAULTY DISTANT TRANSMISSION LINE

本文应用分布参数故障传输线复频域布参数节点导纳方程和另一种数值拉普拉斯反变换方法 ,对故障传输线首末端电压响应进行了分析。基于 matlab的分析结果显示 ,与应用 pade有理函数近似的拉普拉斯反变换方法相比较 ,该方法更易于分析 。

一种适于多分支输电线路的故障定位新方法

提出一种适于多分支输电线路的故障定位新算法,该方法首先定义了一种节点电流不平衡量,经证明发现该不平衡量仅出现在故障支路所在的节点;利用该指标仅在故障所在支路的节点阻抗矩阵出现非零元素的特性,提出一种基于节点电压假设的故障辨识方法来实现故障支路的准确判断、故障位置的精确定位,并最终将复杂的故障定位算法转化为一元二次方程的求解。大量的仿真实验表明上述方法能有效地解决多分支输电线路的故障定位问题,工程应用适用性强、计算速度快且精确度高。

基于NILT的传输线串扰时域响应分析与实验研究

基于传输线分布参数节点导纳方程和数值拉普拉斯反变换(NILT)方法,仿真分析了传输线串扰电压响应及传输线参数和端接阻抗对串扰电压峰值的影响。基于实验室研究设备对共地并行传输线间的串扰电压进行了实验研究。将实验结果与理论仿真结果进行比较,结果显示仿真和测量结果波形基本一致,仿真的脉冲宽度要大于测量脉冲宽度,仿真结果峰值略小于测量峰值。

外场激励下多导体传输线响应的节点导纳分析法

基于空间电磁场激励下的Taylor和Agrawal传输线模型,分别推导了Taylor和Agrawal模型的均匀平面波激励下耦合多导体传输线终端响应的方程。将沿传输线分布的激励源等效为终端等效电流源,根据散射电压、入射电压和总电压的定义以及终端网络的边界条件,分别以传输线终端节点的总电压和散射电压为未知量,推导了均匀平面波激励下端接耦合多导体传输线的节点导纳方程。该方程为分析均匀平面波激励下含有复杂终端网络的传输线以及传输线网络的节点电压电流响应提供了简便途径,概念和计算过程简单,易于计算复杂传输线网络的节点电压。考虑大地的影响,本文全面阐述了传输线耦合电压响应分析过程,并验证了该方法的正确性。对含屏蔽地线的五导体传输线响应进行了数字仿真,并分析了地线对其他三导体响应的影响。

基于节点导纳方程的故障定位及仿真

根据频域故障传输线的分布参数节点导纳方程推导了一种双短故障测距方法。该方法可以对不对称故障进行定位,这些故障包括单相接地故障、两相接地故障和两相短路故障;而且不要求传输线分布参数对称,不受系统阻抗的影响,不受过渡阻抗的影响。

一种基于微分方程法的串补线路精确故障测距算法

串联补偿电容的接入使得从线路两端测得的稳态时的电压电流关系不再一一对应,用代数法无法区分故障发生在串补电容的哪一侧,这给以前常用的代数方程定位算法增加了新的困难。文中利用在线路两侧同步采集(用全球定位系统(GPS)进行同步)的电压、电流信号,采用微分方程数学模型并结合串补线路的特点推导了一种新的故障定位算法。该算法分别假定故障点在串补电容的两侧,通过计算得到2个故障定位解,其中一个为真根,另一个为伪根。针对定位过程中出现的真伪根,由暂态过程中电容两侧发生故障时的电压波形不同这一事实,根据线路两侧获取的数据分别计算出的故障点电压应相等这一原理,提出了一种简单、可靠地找出真根去除伪根的方法,可正确判定事故地点。仿真研究表明,该算法具有较高的精度和较强的适应性,能可靠区分真伪根,精确确定事故地点。

HEMP场激励下交直流高压输电线耦合响应概率分布

应用蒙特卡罗法和传输线耦合响应节点导纳方程,分析了高空核电磁脉冲(HEMP)场激励下交流高压输电线和直流高压输电线耦合响应的分布规律。分析中将电磁波的入射参数,包括极化角、入射角和方位角,作为一组随机变量,并由计算机随机产生。应用瞬态外场激励下多导体传输线节点导纳方程分别分析端接传输线耦合电流和耦合电压响应峰值,并得出响应的概率分布曲线。当传输线入射参数在[0,π/2]范围内变化时,对比Bell实验室与IEC610000两种标准HEMP电磁波激励下响应的概率分布规律发现:对于包含屏蔽线共地五导体交流架空线来说,不管是IEC61000-2-9标准还是Bell标准,在相同累积概率情况下,中间相首端的耦合响应峰值总是小于两边相的耦合响应峰值。

基于FFT的传输线串扰时域响应分析与实验研究

基于传输线分布参数结点导纳方程和快速傅立叶反变换方法,仿真分析了传输线串扰电压响应及传输线参数和端接阻抗对串扰电压峰值的影响。发现在不考虑传输线终端负载电阻的电感影响时,仿真结果中振荡不明显,在考虑电感时仿真结果振荡较明显。基于实验室研究设备,对共地平行传输线间的串扰电压和电流进行了实验研究,并将部分实验结果与理论仿真结果进行了比较。结果显示:在考虑传输线终端负载电感时的仿真波形与幅度和测量结果的波形与幅度基本一致,仿真的脉冲宽度要大于测量脉冲宽度,仿真结果峰值略大于测量峰值。

故障传输线的电压响应分析

基于故障传输线分布参数复频域节点导纳方程及数值拉普拉斯反变换方法，对故障传输线首末端节点电压响应进行分析。基于Ｍａｔｌａｂ下的分析结果表明，与Ｐａｄｅ有理函数对ｅｓｔ的近似数值拉普拉斯反变换方法相比，该方法参数更容易选择，计算更准确。

基于MMC的两端TWBS-HVDC直流侧短路故障电流计算方法

基于三线双极结构的高压直流(TWBS-HVDC)输电系统能够较大程度地发挥直流线路的输电能力,是一种实现交改直和线路增容改造的有效方式。针对TWBS-HVDC系统与双极直流系统在接线形式上的差异,文中提出了一种适用于两端TWBS-HVDC的直流侧短路故障电流计算方法。首先基于模块化多电平换流器(MMC)暂态等效电路建立两端TWBS-HVDC在不同直流侧故障发生至线路直流断路器动作阶段的暂态等效模型。以暂态等效电路中独立回路数和动态元件阶数为标准,将所有直流故障归纳为3类,分析推导各类故障下的状态方程,通过求解状态方程中系数矩阵的特征值和特征向量得到故障电流解析表达式。最后在MATLAB/Simulink数字仿真平台中,搭建两端TWBS-HVDC模型进行仿真验证,结果验证了所提TWBS-HVDC直流侧短路故障状态方程求解法的准确性和有效性,为直流断路器选型和限流电抗器参数整定提供了可靠依据。

基于线性方程组解的T型线路行波测距

目前的T型输电线路行波故障测距算法一般都是依据双端行波故障测距的原理。在深入研究行波故障测距原理和T型线路的故障测距方法的基础上,提出了综合利用T型线路的三端测量数据和线路本身的固有关系建立线性方程组的方法,并利用线性方程组的解直接进行故障支路的判别和故障点测距。此方法突破了首先判断故障支路然后故障定位的传统思路,将其进行了统一。给出了确定的误差范围,作为故障支路识别和故障点测距的依据。该方法只利用故障电流的初始行波,便于故障的识别。仿真结果表明了该方法的正确性和精确度。

局部耦合双回输电线路故障测距时域算法

多回耦合输电方式是电网建设的必然趋势,以局部耦合多回线路为主。受线间局部耦合影响,现有故障测距方法存在较大误差。为此,对局部耦合双回输电线路开展故障分析和故障测距方法研究。根据局部耦合同塔双回输电线路的结构和特点,利用线路解耦理论建立局部耦合双回输电线路耦合分界点处的电压和电流接口方程。在此基础上,构建各耦合段的故障测距时域分析模型,从而提出局部耦合双回输电线路的故障测距时域方法。最后,利用ATP/EMTP电磁暂态仿真软件构建局部耦合同塔双回输电线路模型,并进行全面的仿真验证,结果表明所提方法精度高。

不同电压等级同杆并架多回线路的故障定位

基于分布参数模型,提出了一种不同电压等级的同杆并架多回线路故障测距方法:利用两端同步的电压和电流的正序分量,根据均匀传输线方程从线路两端分别推导出故障点处的正序电压,进而得出故障测距公式。所提出的故障测距方法只需用到线路两端的电压电流的正序分量,消除掉耦合线路之间零序互感对测距的影响。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容以及故障种类的影响,解决了在不同电压等级的同杆线路中精确故障测距问题。PSCAD仿真证明该方法定位精度高,不受过渡电阻及故障类型的影响。

非均匀同杆并架双回线路故障定位

针对非均匀的同杆并架双回线路,提出一种基于均匀传输线路分布参数模型的故障测距方法。该方法利用故障线路两端同步采样的电压和电流量,考虑了输电线路分布电容电流的影响,根据同杆线路发生单线或跨线故障时从故障点两侧各自计算的正序电压和负序电压之和相等的等量关系,然后利用相电压、电流与其零序分量之间的关系给出测距方案,进行精确故障测距。该方法的特点是考虑了非均匀同杆双回线的跨线故障,能够确定非均匀同杆双回线的单线故障以及跨线故障。PSCAD仿真结果表明,该测距方法对于非均匀同杆双回线的故障定位非常准确。并且所给出的故障测距方案不受负荷电流、过渡电阻大小、系统阻抗变化以及双回线拓扑结构等因素的影响,特别是该测距方法与地网无关,去除了双回线之间零序互感的影响。

基于双端不同步数据的故障定位的新算法研究

基于传输线节点导纳方程,提出了一种利用双端不同步采样数据进行故障定位的方法。该方法根据电流边界条件建立求解不同步角差的方程,然后通过搜索迭代的方法搜索满足非故障相故障过渡电流等于零的解,来确定不同步角差,进而得到故障距离。该方法采用分布参数的线路模型,使用相参数,弥补了双端同步法的不足。该算法通过引入不同步角差δ来考虑双端数据不同步的因素。EMTP仿真结果表明,测距结果精度较高。

外场激励下架空线响应分布规律的概率分析

应用蒙特卡罗法和传输线耦合响应计算公式分析了瞬态外场激励下传输线耦合响应的分布规律。分析对象为二导体架空线和以大地为回路的多导体架空线。分析中将电磁波的入射参数,包括极化角、入射角和方位角作为一组随机变量,并由计算机随机产生。应用瞬态外场激励下二导体传输线终端耦合响应的解析公式和多导体传输线节点导纳方程分别分析端接传输线耦合电流和耦合电压响应绝对值的峰值,并得出响应的概率分布曲线。当传输线入射参数在[0,π/2]范围内变化时,对于二导体架空线终端电流而言,随着终端端接电阻的不同,架空线近端与远端的电流响应绝对值峰值的概率分布曲线不同。对于共地三导体架空线来说,在接相同端接电阻的情况下,远端高电压分布概率大于近端的分布概率,中间导体近远两端在高电压区域分布概率要比两边导体低。

输电线路微机距离保护中解微分方程算法的分析与改进

为改善基于单端电气量距离保护的性能,提高距离继电器承受过渡电阻的能力,从单端故障测距的角度出发,分析距离保护中计算阻抗的常用算法———解微分方程算法,结合输电线路发生各种故障后的电压电流关系,对传统的解微分方程算法进行了分析。根据分析得到的结果,对两相短路故障和两相接地短路故障算法进行了改进。针对传统的用于两相故障和两相接地故障中的解微分方程算法不能有效地克服负荷电流对于计算电抗的影响,在改进中重点解决如何有效消除负荷电流的影响。两相故障采用非故障相来消除负荷电流的影响,而两相接地故障则根据故障点电流和保护安装处零序电流的关系消除负荷电流影响。通过仿真计算表明,经改进的算法较常用算法抗过渡电阻能力强,测距结果比常用的解微分方程算法更准确,可应用于实际的距离保护装置中。

基于故障传输线分布参数节点导纳方程的故障测距法

根据频域故障电力传输线故障节点导纳方程推导一种基于分布参数的双端故障测距判据。该判据可以对不对称的故障进行故障定位 ,这些故障包括单相接地故障、两相接地故障和两相短路故障。该判据不要求传输线分布参数对称 ,应用不受对端系统阻抗的影响 ,不受传输线故障时的过渡电阻变化的影响。

高压输电线故障测距解方程算法的研究

对电力系统高压输电线故障测距解方程算法进行了分析研究，提出了一种形式上更简洁的解方程算法。理论推导与仿真计算、实例计算均表明它与原方程实为同种算法，但更适合于实际应用。

架空线路电弧故障的非线性估计单端测距方法

电弧闪络在架空输电线路故障中占很大比例,而大多数故障测距研究没有考虑到电弧的非线性特性。文章提出了一种基于电弧特性的单端故障测距新方法,研究了Mayr模型下线路闪络时交流电弧的频谱特征,依据超高压输电线路首端测量数据构造观测方程,并采用非线性状态估计的方法求解电压特性与故障电弧特性最接近的位置,为电力线路故障测距问题的研究提供了一种新的思路。仿真结果表明,该方法具有较好的稳定性和较高的测量精度。