基于行波暂态能量的半波长输电线路高灵敏增强型纵联保护方案

半波长输电技术可作为承载大规模新能源外送主干通道的一种选择,其线路中点及远端故障行波弱,同时行波保护技术面临挑战。基于半波长输电线路保护安装处三类母线下的故障行波传输特性分析,将入射波与相邻线路末端反射波能量之比构造一种新型行波方向元件,以增强区内外故障的特征差异,提升区内外故障识别度。借此方向元件建立了基于行波暂态能量的半波长输电线路纵联保护方案。大量雷电冲击电晕仿真测试和RTDS数模混合试验表明,该保护启动灵敏,选择性强,无需双端数据同步,其性能优于传统行波保护。

基于方向行波能量的小电流接地系统故障选线方法

现有行波选线方法易受到高阻接地、行波全反射、噪声及其他恶劣接地条件的影响,存在灵敏度和准确度不高的问题。据此提出一种利用故障电流方向行波能量的配电线路接地选线方法。该方法选取各线路一定数据窗的暂态零序方向电流波形,对其经小波分解得到相应频带系数,利用所得系数和波阻抗的组合可求得各线路方向行波能量,根据方向行波能量的大小关系合理地构造判据表达式,充分利用故障信息,最大限度地放大故障支路与健全支路的区分度,使得故障线路可靠识别。理论分析、仿真和实测结果均表明,该选线方法对选线的灵敏度和准确度有较大提升。

一种适用于混合双极直流输电的纵联方向保护方法

直流输电线路通常是以大电感和直流滤波器作为边界,故障行波在边界发生折射和反射时,其行波能量也会因为电感和滤波器的存在而被吸收,导致区内、外高频行波能量产生差异.当故障发生为正方向故障时,其高频前行波能量小于高频反行波能量;当故障发生为反方向故障时,其高频前行波能量大于高频反行波能量.由此特征提出了一种基于前、反行波高频能量差异的纵联方向保护,该保护采用小波包变换提取行波的高频能量,利用前行波与反行波在区内故障和区外故障时的高频能量差异判别故障.仿真结果表明,该保护能快速准确地识别故障,并且不受故障类型、过渡电阻以及故障发生位置距离和噪声的影响,具有一定的实用性.

基于行波信息的广域后备保护故障判别新原理

提出一种利用广域行波信息进行故障判别的新原理。采集电网各节点电压,利用小波变换获取电压初始行波,计算电压初始行波能量。依据行波传播特性,越靠近故障点,电压行波能量越大。比较广域行波能量大小,电压初始行波能量最大的节点判断为故障节点。在该节点下,获取节点相关支路电流初始行波信息,得到节点各相关支路的初始行波功率方向。在确定的故障节点下,若功率方向为负,则该关联支路即为电网故障线路。通过大量仿真分析,验证了文中所提方法正确、清晰,实现简单,具有良好的应用前景。

基于响应面分析的行波式能量吸收装置的参数优化

针对行波式能量吸收装置,其能量吸收效率受多种因素影响。为优化其性能,本研究对单个行波板进行了建模与仿真分析。运用响应面法,以无量纲波幅、无量纲波速及波数为变量,能量吸收效率为响应目标,进行了参数优化设计。结果显示,各因素对能量吸收效率的影响程度依次为:无量纲波幅、无量纲波速、波数。经过响应面优化,得到最优参数组合为无量纲波幅0.111、无量纲波速0.601、波数4.518,此时能量吸收效率可达84.27%。为进一步验证优化参数的有效性,进行了数值模拟对比,结果显示响应面预测值与数值计算值之间的误差仅为0.821%,从而验证了响应面模型在行波式能量吸收装置优化设计中的有效性。

关于行波往前输能问题的探讨

本文运用功能的观点,探讨了机械行波只往前传输能量的原因.验证了以波速传输能量的结论.

超高速直流输电线路保护方向元件

为提高直流输电线路单端暂态量保护的可靠性与灵敏度,提出了一种基于故障行波能量的超高速直流输电线路故障方向元件,该元件基于不同故障方向时故障前行波与反行波能量之间大小的差异有效判别故障方向。利用由RTDS与现场控制保护装置的闭环测试系统,对该方向元件性能进行了测试。测试结果表明,该方向元件适用于不同电压等级输电工程,在直流输电工程不同运行方式下,均可以超高速正确判别故障方向,且不受故障位置、过渡电阻的影响,可以有效提高单端暂态量保护性能,并可构成纵联方向保护。

基于故障电流信息综合分析的分布式单相接地故障测距方法

在分析输电线路故障电流特性的基础上,提出利用不同检测点故障电流零序分量之间的偏离度和故障电流行波的第一个波头能量综合判断故障区间的方法,分析了检测点在不同的安装位置时其检测到故障行波及其反射、折射波的对应关系,并提出分布式单相接地故障测距系统故障所需检测点的数量及安装位置的要求,最终根据故障区间,选择对应的测距方程,从而得到故障点位置。仿真实验表明此分布式故障测距方法测距精度较高。

一种改进的煤矿供电线路故障定位算法

针对煤矿井下供电线路工作环境复杂、现有故障定位方法定位困难的问题,提出一种改进的煤矿供电线路故障定位算法。采用变分模态分解方法对故障行波信号进行分解,将信号从频域到时域进行转换,得到各个模态分量的中心频率和带宽。利用S变换,将行波信号在频率尺度上精确分解,获得保留有效特征信息的S模矩阵。引入高斯窗幅度拉伸因子,实现对提取出的S模矩阵时频分辨率的灵活调节。利用能量算子对广义S故障定位算法进行改进,获取调节后的模态分量的瞬时能量变化。将瞬时能量谱峰值所对应的时刻代入行波测距公式中,获取故障位置。仿真结果验证了该改进算法在煤矿井下供电线路单相接地故障定位中具有较高精度和有效性。

T型输电线路分布式故障测距方法

针对T型线路,提出一种分布式故障测距方法。在T型线路每条支路上沿线安装两组故障电流行波检测装置,通过其检测到的首个故障行波的能量来判断故障分支,进一步通过故障分支线路上的两个故障检测点所检测的行波序列时间差计算出行波波速和故障点位置。在PSCAD中建立输电线路频依模型,分别模拟输电线路不同故障类型、不同故障位置的情况。仿真结果表明,该方法识别故障分支无死区,且可以在线计算出行波波速,从而大大提高测距精度。