Permanent Fault Identification Method for Single-Phasea Adaptive Reclosure of UHVAC Transmission Line

In order to avoid the UHVAC (Ultra High Voltage Alternating Current) transmission line with shunt reactor fault voltage smaller problems, through the analysis of single-phase permanent fault when tripping phase terminal voltage characteristics, this paper presents a fault phase voltage signal of the two order derivative and the original signal ratio of a new method for steady-state frequency discrimination single-phase permanent fault. The principle of this method is simple, and it can avoid the problem that the fault voltage caused by the installation of shunt reactor is small. The adaptability and correctness of the proposed method are verified by a large number of simulations.

电压相位特征的线路单相重合闸故障识别判据

针对现有超/特高压交流输电线路单相重合闸存在盲目合闸引发二次冲击的问题,提出一种利用断开相端电压工频分量相位特征的单相自适应重合闸永久性故障识别方法。瞬时性故障时,断开相两侧端电压的电容耦合工频分量同向,电磁感应工频分量反向,两侧端电压的相位差在0°~90°,波形呈正相关;而永久性故障时,断开相两侧端电压工频分量主要由相位相反的电磁感应分量构成,两侧端电压的相位差在90°~180°,波形呈负相关。利用端电压互相关系数反映两侧电压的相位特征以实现单相永久故障判别,同时为了避免误判远端永久性故障为瞬时性故障,引入电压幅值辅助判据。大量仿真计算结果表明,该判别方法能够有效避免低频自振分量的影响,其算法计算量小且判别原理简单、易于整定,具有优异的抗噪性能。

输电线路自适应重合闸研究综述

传统的自动重合闸性能不佳,因此能够提高重合闸成功率、避免重合于永久性故障的自适应重合闸的研究具有重要意义。对永久性故障和瞬时性故障的概念进行了讨论,以故障点电流是否为零来界定永久性故障和瞬时性故障。指出影响重合成功的因素主要是故障性质,但还受重合闸时序的影响,因而自适应重合闸应包括故障性质判别和重合闸时序的优化两个方面内容。分别总结评述了单相自适应重合闸、三相自适应重合闸以及同杆并架平行双回线路自适应重合闸的研究现状。展望了自适应重合闸的研究前景。

同杆并架双回线自适应重合闸组合判据

在分析电压自适应和相位自适应重合闸判据的基础上,结合同杆并架双回线单相故障和单相跨单相故障时的电气量特征,提出了一种基于相位自适应判据、电压自适应判据及按相序重合的组合判据。仿真结果表明该判据可以准确地判别同杆并架双回线路单相故障和单相跨单相故障的故障性质,有助于提高同杆并架双回线路自动重合闸的成功率,降低重合于永久性故障时对电网安全稳定运行的影响。

基于BP神经网络的自适应单相重合闸研究

针对传统自适应重合闸存在的缺陷,提出了基于人工神经网络的自适应重合闸方法,并设计了一个3层BP神经网络,利用EMTP进行仿真计算,仿真结果表明,该网络具有较好的识别性能。

带并联电抗器同杆双回线自适应重合闸方案

提出了一种针对带并联电抗器的同杆双回线的自适应重合闸方案。针对接地故障类型,利用故障相恢复电压的积分值进行故障性质的判断;针对跨线不接地故障类型,利用不同回线故障相恢复电压差的积分值进行故障性质的判断;针对同杆双回线的所有故障类型,根据按相顺序重合闸原则进行重合闸操作。大量的动模实验结果表明,该方案能够准确识别各类接地与跨线不接地永久性故障,缩短了瞬时性故障时的重合闸时间,提高了系统的安全稳定水平,并且在不同电力系统运行状况和不同故障类型下重合闸装置均能正确动作,满足相关的技术要求。

基于电弧小波谱能量分析的输电线路单相自适应重合闸

提出一种基于小波谱能量分析的输电线路单相自适应重合闸方案。该方案在建立瞬时故障的一、二次电弧模型的基础上,利用DB6离散小波对故障相母线电压信号进行多尺度分析,并计算其高频分量在特定时间窗内的谱能量。瞬时故障时,谱能量较大,且在断路器跳开后的6个周期内均超过设定的门槛值,而永久故障时却不能满足上述条件。这一特征被用作故障识别的判据。仿真结果证实了本文所提方案的正确性。

带并联电抗器输电线路单相故障性质识别判据

针对带并联电抗器超特高压输电线路,分析了瞬时性故障时低频分量频率基本不受系统阻抗及故障点位置变化的影响,在低频分量频率离线准确计算的前提下,提出采用最小二乘拟合方法快速检测断开相并联电抗器电流低频分量和工频分量幅值实现的单相故障性质识别新判据。瞬时性故障时,低频分量幅值接近或超过工频分量幅值;永久性故障时,低频分量幅值接近0。判别算法仅利用断开相并抗电流,原理简单可靠,且易于实现。大量ATP仿真验证表明,该判据正确有效,能快速实现单相故障性质判别,有望提高单相重合闸动作的成功率。

自适应自动重合闸现状与发展

对自适应自动重合闸的研究已经取得了很大的进展,瞬时与永久性故障多种区分方法的提出,以及在自适应分相重合闸策略方面取得的进展,使得区分单相和多相的瞬时与永久性故障成为可能;优选最佳重合时刻的理论分析和离线计算也已经较为完善。在评述电力系统自适应自动重合闸研究现状的基础上,建议尽快将已有成果投入实际运用,并对自适应重合闸的发展做了展望。

基于广义多分辨形态学梯度的自适应单相重合闸方案

因目前多数自适应重合闸方案,均须采用故障相的线路侧电压进行瞬时性和永久性故障的区分,具有一定的局限性,于是提出了一种基于模电流双窗函数暂态能量比的判据。如果滤波器效果良好,该判据在信号平稳段的输出接近1,在信号奇异时刻附近,能量比明显增强,便于整定。为了更有效地提取高频能量,在多分辨形态学梯度变换(MMG)的基础上提出了一种新的广义多分辨形态梯度变换(GMMG)。GMMG的设计更加灵活,可以根据需要达到的效果调节结构元素的各种要素。EMTP仿真研究表明,由GMMG构成的自适应重合闸方案提高了判别的可靠性,具有实用价值。

带并联电抗器输电线路三相自适应重合闸永久性故障判别

提出了一种适用于带并联电抗器的输电线路的相间瞬时性和永久性故障判别的新方法,利用三相并联电抗器电感参数的识别结果实现三相自适应重合闸。相间瞬时性故障待故障点熄弧后,三相储能由各自的自振回路释放;而相间永久性故障时,故障相的储能由故障回路可靠释放,非故障相储能则由自振回路得以释放。因此,以瞬时性π模型为参考模型,利用三相并联电抗器电流量实现三相并联电抗器电感参数的识别,由电感参数识别值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,三相自振回路与参考模型一致,三相并联电抗电感求解值与真实值十分吻合。永久性故障情况下,由于故障相故障回路存在,故障相的并联电抗电感求解值与实际值差异显著。大量ATP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。

带并联电抗器的交流特高压输电线路单相自适应重合闸故障识别方法

为使单相自适应重合闸避免重合于永久性故障,需对线路故障类型进行准确的识别。笔者针对带并联电抗器的交流特高压输电线路,计算瞬时性故障与永久性故障时中性点小电抗电压与故障线路端电压幅值比,分析发现,两种故障情况下其比值明显不同,因此利用中性点小电抗与故障线路端电压幅值比为判据,可准确判别瞬时性与永久性故障。大量ATP/EMTP仿真结果表明,该方法可以有效识别不同故障类型,且判别方法简单可靠性高。

基于模型识别的三相重合闸永久性故障判别

提出一种基于模型识别的带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别方法。该方法以选相结果为基础,以瞬时性故障π形模型为识别模型,将并联电抗器电流作为已知量,求取本端及对端线模电压和电容电流的线模分量,进而求解两端并联电抗器电流和电容电流线模分量之和。瞬时性故障时,故障模型与识别模型一致,求解值等于0;永久性故障时,故障模型与识别模型不一致,求解值不等于0。据此可以判别是否为永久性故障。电磁暂态分析程序(EMTP)仿真表明,该方法能够有效识别永久性故障,可靠实现带并联电抗器输电线路的三相自适应重合闸。

基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法

馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点,提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术,包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电,同时可有效缩短故障处理时间。

带并补电抗器超/特高压输电线路单相瞬时故障拍频特性研究

以带并联电抗器补偿的线路为研究对象,深入剖析了单相瞬时故障消失后产生拍频现象的机理和条件,探讨了瞬时故障低频自振分量的频率及幅值衰减特性,以及断开相电气量无显著拍频现象产生的条件。研究结果表明:故障电气量中产生明显拍频现象的条件为瞬时故障且电弧可靠熄灭,但部分瞬时故障由于工频和低频量幅值差过大、频差过小或低频自振分量幅值衰减过快,导致断开相电压与电抗器电流没有明显拍频现象,此时可采用非拍频特征判据实现故障性质识别。大量ATP仿真与物理实验模型仿真验证了上述理论分析的正确性。

带并联电抗器输电线路永久性故障识别新方法

针对带并联电抗器的超高压输电线路,提出一种单相自适应重合闸永久性故障识别的新方法。该方法以瞬时性故障为参考模型,求取并联电抗器故障相电流,采用该求取电流与并联电抗器故障相实际测量电流之差同中性点小电抗器电流幅值比来实现永久性故障的判别。发生瞬时性故障时,故障模型正确,差电流幅值比接近零;发生永久性故障时,故障模型不正确,差电流幅值比远大于零。ATP仿真结果表明,该方法能够准确区分瞬时性故障和永久性故障,判别原理有效,能够可靠地实现超高压输电线路的单相自适应重合闸。

采用模量参数识别的三相重合闸永久性故障判别原理

提出一种适用于带并联电抗器输电线路的三相重合闸永久性故障判别方法。该方法在故障选相基础上,以瞬时性故障π型等效模型为参考模型建立参数识别方程。对于接地故障,建立零模分量的参数识别方程;对于相间故障,建立线模分量的参数识别方程。以并联电抗器电流作为已知量,并联电抗器电感参数作为待求解参数,利用求解值与实际值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障时,故障模型与求解模型一致,求解值与实际值差异很小;永久性故障时,故障模型与求解模型不一致,求解值与实际值差异明显。EMTP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。

基于电容参数识别的永久性故障判别方法

提出一种适用于双端带并联电抗器输电线路单相重合闸永久性故障的判别方法.该方法以线路瞬时性故障模型为参考模型,建立参数识别网络方程,将线路电容参数作为待求解参数,根据电容计算值与实际值差异实现故障性质的判别.如果电容求解值与实际差异很小,则实际故障模型与参考模型一致,判为瞬时性故障;如果电容求解值与实际值差异大,则实际故障模型与参考模型不一致,判为永久性故障.该方法仅利用双端并联电抗器电流量,原理简单,易于实现,且不受低频振荡分量影响.ATP仿真表明,该方法能够有效区分瞬时性故障和永久性故障,能够提高单相自适应合闸动作的成功率.

带并补的超高压输电线路单相自适应重合闸新判据

带并联电抗器的超高压输电线路发生单相瞬时性故障时,二次电弧熄灭后断开相端电压及并联电抗器电流因含有自由振荡分量而呈现拍频特征,永久性故障时则基本为基波量。在分析故障相断开后的序网的基础上,给出了自由分量频率的正确计算方法,提出了利用正弦函数的正交性检测自由分量从而快速判断故障性质的拍频新判据,有效解决了拍频周期较长时利用现有判据判断故障性质所需时间较长的问题。该判据原理简单,判断速度快且具有较高灵敏度。仿真实验验证了所得结论。

基于参数识别的单相自适应重合闸研究

在分析带并联电抗器输电线路单相故障特点的基础之上,提出一种利用参数识别原理的单相自适应重合闸永久性故障识别方法。该方法以恢复电压阶段的瞬时性故障π型等效模型为参数辨识模型,将并联电抗器电感和中性点小电抗电感参数作为辨识参数,利用电感参数求解值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,故障模型与求解模型一致,电感求解值与实际值差异很小;永久性故障情况下,故障模型与求解模型不一致,电感求解值与实际值差异明显。该方法判别原理简单可靠,仅利用单端电气量,且不需要长数据窗滤波,理论上不受低频振荡分量的影响。大量ATP仿真表明,该文判别方法能够快速识别永久性故障,能够用于带并联电抗器输电线路的快速单相自适应重合闸。