基于小波变换的行波极性比较式方向保护原理研究

以小波变换为工具提取行波信号中的故障信息 ,实现行波极性比较式方向保护原理 ,避免了基于该原理的 RALDA保护受谐波影响的问题。对其在不同影响因素作用下的动作情况进行了详细的分析和仿真 ,解决了其中存在的问题。分析和仿真结果表明 ,利用小波变换后该原理是实际可行的。

新型直流输电行波电流极性比较式方向保护

为克服现有直流输电线路行波保护原理上存在的缺陷,基于现有行波保护方案的分析和仿真,改进了电流极性比较式方向保护方案。该方案引入了数学形态学梯度技术以提高方向保护的动作性能和准确反映暂态行波信号的突变时刻;且集故障定位与保护于一体。6个具有代表性算例的仿真比较表明,该方案能可靠区分直流输电线路区内、外的各种故障,对近距离故障、高阻接地故障等传统方法中难于准确定位的故障类型给出较准确的结果。

基于极性比较原理的广域行波保护方法

针对传统行波保护可靠性低这一缺点,提出一种基于初始行波极性比较原理的广域行波保护方案。根据电网的连接方式和行波保护继电器(TWPR)位置,形成线路/TWPR关联矩阵。系统发生故障后,根据TWPR记录的初始行波极性信息和线路/TWPR关联矩阵形成故障关联矩阵,并据此确定具体的故障线路。广域行波保护系统基于多点信息作出决策,在某一行波保护继电器故障、启动失灵或记录错误后仍能可靠动作。仿真分析表明,文中提出的广域行波保护算法原理清晰、实现简单,具有良好的工程应用前景。

基于组合模量的行波电流极性比较式方向保护原理

在以往行波电流极性比较式方向保护研究的基础上提出了一种新的保护原理,即采用行波电流的组合模量作为测量量,对其进行小波变换,通过比较线路两侧组合模量小波变换的模极大值极性可判别区内区外故障。成功解决了以往用单一模量构成的行波电流极性比较式方向保护对某些故障失灵的问题,能正确识别区内区外故障,对所有短路故障类型均有较高的灵敏度。理论分析和仿真结果证明基于该原理的保护具有较高的可靠性。

一种新型电流极性比较式方向元件

为克服电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)暂态传变特性差对行波极性比较式方向元件可靠性和灵敏性的影响,提出一种工频电流量极性比较式方向元件。该元件利用故障前电流和故障分量电流之间的极性关系来确定故障方向。由于所提方向判据与故障电压量无关,因此从原理上避免了CVT暂态传变特性对方向元件可靠性和灵敏性的影响。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该元件能够快速可靠地确定故障方向,其性能不受故障初始角、过渡电阻、噪声和负荷状态的影响。

基于S变换能量相对熵的高压输电线路极性比较式纵联保护

传统行波极性比较式纵联保护可靠性受小故障初始角等因素影响较大。为提高行波纵联保护的可靠性,在分析线路两端电压和电流极性关系的基础上,提出一种新的极性比较式纵联保护算法。该保护算法利用故障后一段时间内故障电压和故障电流的S变换能量相对熵表征极性关系,进而根据线路两端S变换能量相对熵的比值来识别区内外故障。区内故障时,线路两端电压和电流的能量相对熵相差不大,其比值较小;区外故障时,线路两侧电压和电流能量相对熵差异明显,比值较大。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该保护方案能够快速可靠地确定区内外故障,其性能不受故障初始角、过渡电阻、故障位置、故障类型和母线接线方式的影响。

基于工频量极性比较的高压输电线路超高速方向元件

为解决现有方向元件动作速度和可靠性之间矛盾,提出一种基于工频量极性比较的方向元件。该元件通过小波变换提取故障前电压和故障电流的工频成分,利用两者之间的夹角表征极性关系,进而确定故障方向。该方向元件选用故障前的电压量判断故障方向,有效避免了电容式电压互感器(capacitor volatge transformer,CVT)暂态特性和小故障初始角对方向元件的影响。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该元件能够快速可靠地确定故障方向,其性能不受故障初始角、过渡电阻、故障位置、故障类型、噪声、CVT传变特性和负荷状态的影响。

基于小波变换的行波电流极性比较式方向保护

文章提出了基于检测行波电流波头极性的行波电流极性比较式方向保护。对电流行波信号α 模量进行小波变换后可由小波变换模极大值的极性方便的区别出区内故障与区外故障,同时分析了行波电流极性比较式方向保护的几个影响因素,如母线结构、接地电阻、阻波器和故障初始角;还对双回线路一回线路故障时另一回可能误动的情况进行了仿真分析,并给出了解决误判的方法。仿真试验结果表明,利用小波变换结果来实现行波电流极性比较式方向保护是切实可行的,并且在硬件满足要求的情况下可以投入实际应用。

基于故障分量的有功功率极性比较式纵联保护

根据故障附加网络中有功功率的极性特征,提出了基于故障分量的有功功率极性比较式纵联保护原理。其主要思想是:发生内部故障时,附加网络中线路两端有功功率的极性相同;外部故障时两端有功功率的极性相反;正、反向出口处故障时不存在死区问题。借助PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,搭建500 k V输电线路模型,对所提方案的动作性能进行了仿真和验证。在此基础上,进一步对比分析了分相保护方案和三相保护方案,并提出了基于故障分量有功功率幅值特征的选相方法。理论分析和仿真结果表明,所提方案能够正确判别区内、外不同类型的故障,抗过渡电阻能力较强,出口故障无死区,两端数据无需严格同步,且不受无功因素影响。

基于电流极性比较的抗电流互感器饱和新方法

提出了一种适用于输电线路差动保护抗电流互感器(TA)饱和的新方法——电流极性比较法。该方法通过将输电线路二次电流和差流相应的瞬时值相乘再积分的方法来比较两电流的极性关系,以此区分内部故障和外部故障时的TA饱和。EMTP仿真计算表明,在输电线路外部故障且TA发生饱和时,电流极性比较法能够可靠地闭锁差动保护;而在内部故障尤其是外部转内部故障且发生TA饱和时,也能使保护快速开放。

极性比较式母线保护的研究

本文分析了现行的母线保护存在的问题，指出了发展新原理母线保护的必要性。通过对母线内外发生故障时所产生的暂态过程进行分析，首次提出利用行波电流极性比较原理来实现母线保护，并论证了其可行性．利用电磁暂态程序ＥＭＴＰ，进行了数字仿真计算，验证了所提原理的正确性．

基于暂态电流极性比较原理的多线路集成保护研究

提出了电力系统集成保护的方案,描述了一种基于暂态电流极性比较原理的多出线集成保护系统.当故障发生后,对母线所有出线的暂态电流模量的模极大值进行极性比较就可以判别故障发生的相对位置.理论分析和仿真结果表明,利用单侧母线各出线的暂态电流信号的模量进行小波变换后的模极大值极性来判别故障的相对位置是切实可行的.

基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法

馈线终端单元在主动配电网发生故障时实现对配电网的主动控制,需要简单有效的控制算法。因此,提出了基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法。该方法采用馈线终端单元实时检测故障电流,将电流突变时刻作为故障起始点,记录故障后半个周波数据,并计算其极性。通过比较相邻检测点故障电流的极性,实现故障定位。仿真和现场验证结果表明,该方法在主动配电网发生相间短路故障和单相接地故障时均能实现准确的故障定位。

基于小波分解-暂态信号的综合极性比较故障选线法

在详细分析了非有效接地系统发生单相接地故障时各条馈线零序电流暂态特征的基础上,结合小波包理论,提出了小波分解-暂态信号的综合极性比较故障选线法。应用该方法对各条馈线在故障时刻的暂态零序电流进行分解研究,通过对选定频段内计算系数的极性进行比较,寻找判断出发生故障的馈线。利用PSCAD进行10 k V配电网模型故障仿真,结果表明所提算法能够在规定的各种工况下可靠准确地进行选线。

适用于非同步采样故障电流的极性比较式快速母线保护

为克服分布式母线保护需要数据同步的难点以及电流互感器(CT)暂态饱和等问题,提出一种新型的基于故障电流的极性比较式快速母线保护。使用故障前母线各出线保护装置所采集的电压、电流作为极性比较的参考量,利用故障前电流和工频故障分量电流的极性关系判断故障方向。理论分析表明:当母线故障时,其各条线路的电流极性相同;线路故障时,故障线路的故障分量电流极性与其他健全线路相反。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真试验表明,快速母线保护所需时窗短,不受电流互感器饱和以及电子式互感器兼容性的影响,保护可靠性高。

适用于多端直流电网的电压极性比较式行波保护方案

相较于在直流线路两端配置限流电抗器,多端直流电网(multi-terminal DC power grid,MTDC)在换流站出口安装限流电抗器可在抑制短路电流的前提下减少经济性投资。针对此类拓扑结构下基于边界效应的直流线路保护不再适用的问题,该文分析了多端柔直电网线路故障下行波复杂的折反射现象,推导了线路发生区内外故障时,两端保护安装处测量到的前两个电压行波的表达式,揭示了区内外故障时线路两端的电压行波的极性特征,在此基础上提出了基于电压极性比较的行波保护方案。该方案无需考虑阈值设定和采样不同步的影响,能够可靠识别出区内外故障。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了该保护方案的有效性。

基于小波变换的微网暂态极性比较保护原理及实现

微电网具有分布式电源运行灵活多变、并网和孤岛方式故障特征差异大的特点,实现满足速动性和选择性要求的微电网保护是微电网技术难点之一。为了实现快速、准确的故障定位和隔离,文中提出了适应并网和孤岛不同运行方式的微网暂态极性比较保护。在研究采用小波变换Mallat算法实现暂态高频信号逐级抽取方法的基础上,依据暂态信号比较提出了微网暂态极性比较保护原理和算法,并重点对微网暂态极性比较保护装置的实现方案进行了设计,最后采用Matlab软件对微网暂态极性比较保护原理进行了仿真验证。

多端直流输电系统的行波电流极性比较式纵联保护

当多端直流输电系统(MTDC)直流线路发生故障时,各换流站检测到的电气量均急剧变化,因此应保证动作的选择性。在对行波电流小波分析的基础上,提出了基于小波变换的行波电流极性比较式纵联保护原理和算法。利用行波故障电流进行极性比较,能够保证绝对的选择性,通过行波电流极性检测提高保护动作的可靠性与灵敏性,同时通过比较雷击前后电流变化量消除雷电干扰。分析和仿真表明,保护动作迅速、可靠、灵敏,且不受过渡电阻、潮流翻转、起动控制以及雷击的影响,对于多端直流输电系统的直流线路保护设计具有指导意义。

输电线路行波电流极性比较式纵联保护方案研究

提出利用高压输电线路暂态行波电流与电容式电压互感器高压侧暂态行波电流的行波纵联保护方案.对暂态行波电流的α模量求取小波变换模极大值以确定极性.比较测量端主电路及电容器分支电路暂态行波电流的初始极性,以判断行波浪涌方向;并通过交换线路两端的故障方向信息识别线路内部故障.分析了该行波电流极性比较式保护方案的影响因素.ATP仿真表明保护方案切实可行,具有较强的实用性.

行波极性比较式方向保护仿真分析

文章使用已运行的1000kV交流输电线路的线路参数,在PSCAD/EMTDC中建立仿真模型,对行波极性比较式方向保护做仿真试验,探讨行波方向保护在特高压线路上的应用可行性。对故障初始角等因素进行仿真和分析,结果表明除故障初始角为0°外,其他故障初始条件对保护判断几乎没有任何影响。