基于零序特征参量差异的谐振接地系统熄弧时刻判别方法

在谐振接地系统中,熄弧时刻的准确判别对于接地故障的选线、消弧效果评估以及熄弧后暂态信息提取和利用具有指导意义。该文针对谐振接地系统单相接地故障,分析了故障点工频电流熄弧前后的故障电气特征,并利用母线零序电压和消弧线圈电流,通过求取其信号的一阶导数及其平方信号的二阶导数,构造两种特征参量。研究发现该特征参量在熄弧前为常数,熄弧后发生明显变化,据此可形成相应的熄弧时刻判别的基本判据。考虑到系统实际运行中各种因素的影响,在此基础上形成熄弧时刻判别的附加判据,从而最终提出基于零序特征参量差异的谐振接地系统熄弧时刻判别方法。通过Mat Lab/Simulink仿真和现场实测,验证了该熄弧时刻判别方法的有效性和准确性。

计及换相失败的输电线路单相接地故障熄弧时刻识别

针对含直流馈入交流输电线路单相跳闸后换流阀换相失败导致重合闸判据失效的问题,提出基于故障相时移电压能量比的熄弧时刻识别策略。首先,基于换流器开关函数理论,研究逆变侧换相失败时换流阀两侧电压电流相互作用关系。然后,对带并联电抗器交流故障相端电压特征进行分析,得到熄弧前后的电压幅值波动差异。最后,计算故障相电压能量分布,利用时移电压能量比确定单相接地故障二次电弧熄弧时刻。在PSCAD/EMTDC平台的仿真结果验证了所提识别策略的有效性。

基于积分比分布的单相接地故障熄弧时刻识别策略

现有自适应重合闸在识别出瞬时性故障后普遍经过固有延时合闸,忽视了故障点电弧熄灭与否,为进一步提高重合闸的自适应能力,有必要对故障熄弧时刻进行识别。通过计算分析超高压线路接地点熄弧前后故障相端电压特性,对比发生瞬时性故障时故障相端电压绝对值函数在二次电弧阶段和恢复电压阶段的差异,发现二次电弧阶段绝对值函数的积分在相邻时间窗内大小始终不变,积分比约为1,而恢复电压阶段初期相邻时间窗内的积分存在显著差异,其积分比出现较为明显的突变。通过设定上下阈值,将故障相端电压绝对值函数积分比作为熄弧时刻识别判据,若积分比连续5次超过所设阈值,则判断故障熄弧。大量EMTP-ATP仿真表明,该判据能可靠识别熄弧时刻,且不受并联补偿度、故障位置以及过渡电阻影响,具有较强的自适应性。

真双极柔性直流系统单极接地故障熄弧时刻识别策略

自适应重合闸不仅应具备区分故障类型的能力,还应进一步对瞬时性故障重合闸时间进行优化,这就需要对故障熄弧时刻进行识别。首先,通过分析接地故障电弧的动态特性,实现故障电弧非线性特征及熄弧时刻的自适应模拟。其次,分析真双极柔直线路故障极端电压熄弧前后的暂态和稳态特性,揭示出熄弧前故障极端电压变化趋势主要取决于零输入响应分量,呈现衰减趋势,而熄弧后故障极端电压主要取决于零状态响应分量,呈现上升趋势。最后,提出一种积分比算法,有效提取故障极端电压在熄弧前后的特征差异,若在循环判断时间内积分比始终不低于阈值,则判断故障已熄弧,并将首次超过阈值的时刻输出为检测熄弧时刻。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提策略的有效性和可靠性。

基于可控串联电抗的新能源送出线路故障性质识别方法

针对不带并联电抗器的新能源送出线,能否正确区分故障性质是确保新能源系统安全可靠运行的重中之重。为降低新能源送出线故障对电力设备和系统的冲击,提高重合闸成功率,减少新能源发电系统脱网的发生,提出基于可控串联电抗限流信息的新能源送出线路故障性质识别方法。在送出线路上设计串联可控限流电抗器,在线路故障相跳闸时基于等值阻抗的预判投入可控电抗,在串联电抗限流特性下分析瞬时性故障和永久性故障时的线路电流差异,建立电流突变量比较判据,并能够确定故障电弧熄灭时刻,进而构建新能源场站送出线路基于故障性质识别的自适应重合闸策略。仿真结果表明,所提方法能快速、可靠地识别结果,应用在新能源场站送出线路工程上能有效提高线路的重合率。

采用正弦原子分解的不带并补线路故障判别方法

针对不带并联补偿电抗器的输电线路,提出一种采用原子分解法进行单相接地故障判别的新方法。不带并补线路发生故障跳闸后的潜供电流得不到有效抑制,会使得瞬时性故障时产生明显的潜供电弧(二次电弧),电弧反复熄灭、重燃过程将产生丰富的高频信号,从而表现出明显的奇次谐波特性和波形信号奇异性;而永久性故障由于故障点可靠接地,因此电弧能够很快熄灭。基于这一故障量的差异,引入正弦原子分解对单相接地故障相电压信号进行时频分析,通过鉴别故障信号中的二次电弧谐波特性及各次谐波的消失时刻,实现对故障性质的判别和熄弧时刻的捕捉。仿真结果表明:所提方法能够准确捕捉故障相电压信号二次电弧阶段的3、5次谐波分量及各次谐波的时间支撑区间,从而实现判别故障性质和对熄弧时刻的捕捉。研究为准确实现不带并补线路的快速单相自适应重合闸提供了一种新方法。