基于S变换的新型波阻抗方向继电器

为提高行波保护的灵敏性与可靠性,提出一种基于S变换的新型波阻抗方向继电器。通过对正方向线路故障后初始行波特征的分析,定义方向继电器的背侧母线波阻抗。依据该阻抗及继电器正方线路波阻抗分别设置正、反方向阻抗圆,构成双阻抗圆的方向判据。利用S变换提取单频率的电压、电流初始行波,并计算出波阻抗,根据该阻抗在正、反方向阻抗圆内的位置判别故障方向。PSCAD/EMTDC仿真结果表明:该继电器能可靠、灵敏、超高速识别正反方向故障,其性能受故障初始角、故障距离、故障电阻等因素的影响小,能适应母线结构的变化。以该继电器构成的超高速方向纵联保护具有良好的工程应用前景。

极化电流行波方向继电器

电容式电压互感器不能有效传变宽频带的电压故障行波信号,使得传统利用电压故障行波构成行波方向继电器的保护算法不能应用于实际电力系统保护中,为此提出了一种极化电流行波方向继电器。该方向继电器以电压故障行波中工频分量初始极性与电流故障初始行波的波头极性相比较判定故障方向,解决了传统行波方向继电器因不能有效获取宽频带电压故障行波而无法应用于实际电力系统保护的问题。文中给出了极化电流行波方向继电器的基本原理及保护算法,并用电磁暂态仿真软件ATP(alternative transient program)进行了大量的仿真。仿真结果表明,新的方向继电器动作速度快,不受故障类型、故障距离、过渡电阻和电流互感器饱和的影响,具有良好的动作特性。

同杆双回线上零序功率方向继电器的误判问题

零序功率方向继电器是线路保护中的一个重要元件。文中用六序分量法分析了同杆双回线上零序功率方向继电器的性能。结果表明 ,在同杆双回线上发生三相三导线及三相四导线故障、三相五导线跨线故障时 ,有一回线的零序功率方向会拒动。动模试验证实了理论分析的结果。

超高速暂态方向继电器的研究

行波方向保护已研究了多年,但其本质上仍要受故障初始角、反射波等因素的影响。该文提出一种新型的方向保护核心元件——暂态方向继电器,它基于故障发生后一段时间内正向行波分量与反向行波分量间的能量大小关系来识别故障方向。该继电器的实用算法采用了适合暂态信号处理的小波技术,由小波多分辨分析来提取行波分量,并将行波分量的能量表征成小波变换谱能量(WTSE)。大量EMTP仿真试验表明:该继电器能可靠、灵敏、超高速地动作,其性能不受故障初始角、故障类型、故障距离、过渡电阻与电弧、母线接线方式的影响。以该继电器构成的超高速方向保护将具有很强的实用价值。

波阻抗方向继电器的基本原理

为了提高输电线路继电保护的动作速度 ,提出了一种基于行波的方向继电器——波阻抗方向继电器 ,它根据初始电压和电流行波的比值来判别故障方向。文中讨论了该继电器的动作判据 ,分析了其动作特性。初步理论分析表明所提继电器具有方向性好、动作迅速、构成简单等良好性能。

基于S变换的行波相位比较式方向继电器

为了提高行波保护在小初始角故障时的灵敏性与可靠性,降低行波保护的采样频率,提出基于S变换的初始行波相位比较式方向继电器。通过分析故障初始电压、电流行波之间的关系特征,定义了初始行波相位差,该相位差的大小仅由故障网络决定,与故障距离、过渡电阻、故障类型等因素无关。利用S变换提取单频率的电压、电流初始行波在时域中的幅值、相位,并计算初始行波相位差,通过比较该相位差与整定值的大小判断故障方向。PSCAD/EMTDC仿真研究中采样频率为25 kHz。大量仿真结果表明:该算法能可靠、灵敏、超高速识别正反方向故障,其性能受故障初始角、故障类型、故障距离、故障电阻的影响小。

波阻抗方向继电器的算法研究

针对波阻抗方向继电器利用初始电压和电流行波的比值构成的特点 ,提出了基于小波变换的继电器算法。算法主要解决了 2个方面的问题 ,即行波的提取和方向判据的实现。理论分析和仿真结果表明算法准确、可靠 ,且具有较强的消噪能力 。

极化电流行波方向继电器的实现方案

根据极化电流行波方向继电器(PCTDR)的基本原理和特点,给出了PCTDR的整体设计方案。并设计了以复杂可编程器件(CPLD)、高速数字信号处理器(DSP)和高性能微处理器(MPU)为核心的基于三CPU结构的超高速行波保护板,给出了其硬件设计方案及主要软件流程框图。同时给出了行波方向纵联保护的构成方案和动模实验室测试结果。测试结果表明:超高速行波保护板可实现同步数据高速采集、实时高速数据处理及保护逻辑快速判断的功能;PCTDR的方向判别可在5ms内完成,行波方向纵联保护的整体出口跳闸时间在15ms左右;行波方向纵联保护动作速度快,不受电容式电压互感器传变特性、电流互感器饱和、故障类型、故障距离和过渡电阻的影响,具有良好的动作特性。

串联电容补偿的平行双回线上方向继电器的性能

研究串联电容补偿对线路保护的影响具有重要意义。文中在导出串联电容补偿的平行双回线上各保护安装处的等值电源阻抗表达式的基础上，提出了方向继电器应用于串联电容补偿的平行双回线的一个新问题，即在电容器出口一端区内故障时，故障线路对测方向保护在高阻接地故障时可能判为反向拒动。EMTP仿真试验证实了理论分析结果。

波阻抗方向继电器的实现方案

根据波阻抗方向继电器的基本原理和特点 ,提出了其实现方案 ,设计了基于高速同步数据采集技术和数字信号处理技术的硬件构成方案 ,设计了软件框图和程序流程 ,方案设计中考虑了该继电器和其他继电器的配合。

超高速方向继电器新算法的研究(Ⅰ)——原理分析

应用综合矢量的概念，提出了一种判别高压输电线路故障方向的新算法，在较短的数据窗内计算出电压、电流的相位差，从而达到判断故障方向的目的。该继电器的动作速度快于常规的基于工频电气量的方向保护，其可靠性优于行波方向保护，且具有较高的灵敏度。

基于小波变换的比率式行波方向继电器的研究

为提高超高压线路继电保护的动作速度 ,在利用正、反方向行波计算出母线折、反射系数的基础上 ,提出了一种新的行波方向继电器———比率式行波方向继电器 .讨论了该继电器的动作判据、动作特性和基于小波变换模极大值理论的继电器算法 .理论分析和EMTP仿真结果均表明 ,这种方向继电器具有不受母线系统结构影响、动作区明显、易于实现。

波阻抗方向继电器的性能分析

分析了波阻抗方向继电器在各种正反向故障时的动作行为，使用ＥＭＴＰ对继电器原理和算法进行了大量的数值仿真验证。结果表明：所提出的继电器与故障类型、故障距离、过渡电阻无关，不反映电力系统振荡。在零初相角、近距离故障时仍然具有良好的动作性能。

TCSC对平行双回线上方向继电器的影响

分析了TCSC(晶闸管控制串联补偿装置)对平行双回线上的方向继电器的影响。文中指出:由于TCSC与固定串补不同,健全回线上的TCSC的运行方式对故障回线上的方向继电器有很大影响;而当健全回线上的TCSC被可靠旁路后,平行双回线中的方向高频保护装置均能正确动作。与固定串补相比,TCSC具有一定的优势,只要健全回线上的TCSC被可靠旁路,双回线上的方向高频保护装置均能正确动作。

90°接线功率方向继电器的分析与改进

为了减小方向继电器死区,引入非故障相电压来判别故障电流的相位(即90°接线方式)。但在Y/Δ接线的变压器三角形侧发生两相短路时,在变压器星形侧,这种接线方式的线路或变压器的方向继电器极有可能不正确动作。本文分析其误动机理并提出防止方向继电器误动的对策,提高了方向继电器的可靠性。

波阻抗方向继电器的完善方案

针对现有波阻抗方向继电器的不足 ,提出了一种新型行波方向继电器———完善的波阻抗方向继电器原理 ,它既使用初始行波的幅值信息又使用极性信息 ,提高了方向判别的可靠性 ;同时给出了该继电器的小波变换算法 ,并对该继电器的动作性能进行了详细分析和仿真试验。

构成功率方向继电器的一种新方案

提出一种采用模拟乘法器和模拟积分器作为基本元件构成功率方向继电器的方案。从理论上对该方案进行了可行性研究 ,介绍了其构成方法和实验结果。该功率方向继电器的灵敏度很高 ,且在线路阻抗角位于区间 - 90°<φ<90°时为恒值 。

新型微机式电流方向继电器研究

提出了一种新型微机式方向继电器即电流方向继电器,分析了它的基本工作原理、硬件构成及基本的实现方法,还分析了具体实现过程中可能遇到的问题及其对策。这种方向继电器只需要检测电流值和电压的相位信息就可以实现短路故障方向的正确判别。由于它不需要检测电压信号的值,所以具有结构简单、实现容易、成本较低、动作较快、工作可靠等优点。此外,该型方向继电器的动作范围和灵敏角的设置非常简单、方便、灵活,而且其电压死区问题得到了很好的解决。

超高速方向继电器新算法的研究(Ⅱ)──实现与仿真

讨论了高压输电线路超高速方向继电器新算法的实现方法包括数字低通滤波器的设计、正序分量的求取、综合相量的计算以及动作判据的实现，同时以我国第1条500kV输电线路──平武线及其所在系统为算例对所提算法进行了仿真计算，结果表明该继电器的动作速度快于常规的基于工频电气量的方向性保护继电器，具有较好的性能。

方向继电器在T接线路中的性能分析

对１１０ｋ Ｖ 的 Ｔ 接线路及其所在系统进行了较详细的数字模拟，并对零序分量方向继电器、故障分量阻抗继电器、正序故障分量方向继电器和正序与负序综合故障分量方向继电器在 Ｔ 接线路中应用的性能进行了仿真计算与分析。从计算与分析中可以看出， Ｔ接线路继电保护有它的独特之处，普通线路中性能良好的保护不一定适合 Ｔ接线路。随着电力系统的不断发展，对 Ｔ 接线路继电保护进行更加深入的研究，具有十分重要的理论和实践意义。