自适应短数据窗抗电流互感器饱和线路差动保护算法

深入分析了超高压线路差动保护中电流互感器(TA)饱和时的2个重要特征:一是区外故障时TA的工作磁链需要一定的时间累积才能达到饱和点,故障发生初始时刻并不会马上饱和;二是TA在每个周期内由于工频交流分量的负向去磁作用,TA总是一段时间内工作在线性区,一段时间内工作在饱和区。在此基础上,提出了综合利用附加制动区判别法和短数据窗自适应差动保护算法,利用附加制动区来判别区内、区外故障,当区外故障时一旦工作点进入附加制动区,则自适应增大出口判别次数,利用短数据窗差动保护算法本身的线性区范围性能保证保护可靠不误动;当区内故障时,出口判别次数自适应减少,保证差动保护快速动作。动模数据验证结果表明所提出的方法是可行、有效的。

基于相量法的短数据窗快速滤波算法

超高压大机组电力系统要求数字保护动作可靠、快速,一般的全波傅里叶算法由于固有的数据窗延时难以满足要求。文中通过对故障信号采样值相量的物理概念分析,提出了基于解矩阵方程的短数据窗正交滤波器组的统一设计理论,该方法可按要求滤除任意整次或非整次谐波,并能保证余弦和正弦滤波器幅频特性一致,可作为自适应变数据窗保护中的基本算法;同时初步分析了滤波器幅频特性与数据窗暂态性能之间的关系,提出了考虑数据窗暂态性能的一般设计原则,仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性。

消除特定谐波的短数据窗数字滤波器

在工程应用中常需在较短的时间内求得波形中的基波分量(即滤去谐波),以满足实时计算的要求。一般采用基波全周期均匀采样。

基于模量的线路模型识别纵联保护新原理

详细分析了输电线路内、外部故障时故障分量网络的特征,提出可以将线路外部故障等效为电容电路模型,内部故障等效为电感电路模型。基于时域中的短数据窗,利用参数识别的方法,分别计算线路的真实模型与上述2种模型的误差,若电容模型误差小,则判为外部故障;若电感模型误差小,则判为内部故障。对于实际三相线路,为降低相间电磁耦合对模型识别效果的影响,则同时采用线模量和零模量做线路模型识别,从而判断故障。理论分析表明,新方法基于故障分量原理,不受负荷状态和过渡电阻影响,无需补偿电容电流,在时域中进行短数据窗的判据计算,不用滤波提取相量,受暂态分量影响很小。EMTP仿真试验进一步证明了新原理动作可靠、迅速。

三相不平衡系统的无功补偿控制

400V低压配电系统一般采用三相四线制形式,三相负荷多为不对称运行,因此采用分相补偿方式,电容器组采用星形等容量接法。介绍采用DSP芯片作为控制核心的无功补偿自动控制器,用短数据窗傅氏算法快速准确地检测出各相所需的无功功率,根据电压和无功功率相结合的复合控制策略快速投切补偿电容器,达到对冲击负荷的快速响应(一个周期内响应),能有效地防止过补偿,较好地抑制投切振荡。无功补偿控制器具有循环投切、过压保护等功能,适用于全相补偿和分相补偿。

基于虚拟阻抗模型的电流互感器饱和判据

提出一种虚拟阻抗模型的电流互感器饱和判别方法,它可以有效地识别区内外故障因电流互感器(TA)饱和对差动保护的影响。在电力系统的线路、母线、主设备等一些差动保护中,区外故障时,在大的短路电流作用下TA饱和容易造成保护误动。基于RL模型的短数据窗算法可以测得保护安装点的二次等效系统阻抗,它可以等效到在系统故障增量模型中虚拟一条阻抗支路。区内外故障TA饱和时,该支路虚拟阻抗会发生明显的变化。分析该阻抗在TA饱和与否情况下的变化规律,利用这种变化规律可以可靠、灵敏地判别出区内外故障TA饱和,是否闭锁差动保护,提高差动保护的可靠性。

特高压变压器差动保护改进

针对特高压系统变压器的特点及对保护带来的问题,通过合理配置差动保护,以及对变压器运行方式的智能识别,细分保护动作特性区间,提出利用短数据窗高比例制动特性来保证在特征明显的区内故障时差动保护的快速动作。该方案已应用于WBH-800变压器保护装置并通过实验验证。