Serial Failure Diagnosis of a Transmission Line Protection Relaying System by Petri Nets

With the development of large-scale complicated modern power systems, the requirement for the associated protection scheme tends to be more stringent and its combination more complex. However, it is very difficult to figure out the factors of failure of such systems. This paper proposes a Petri net model of a transmission line protection relaying system, including three types of relays as well as an automatic reclosing device, and shows how to diagnose serial failure of the system by analyzing invariant sets of the model. Furthermore, it gives four basic types of failure sequences and its execution is much more intuitive and effective than the traditional method.

基于整个输电网GPS行波故障定位系统的研究

输电线路行波故障定位具有很高的精度 ,但需要高速 A/ D采集、大量数据存储、复杂的行波波头辨识 ,且对发展性故障、近距离故障的测量处理比较困难。提出采用专用行波波头检测传感器、高精度的 GPS时钟及存储行波波头时刻的高效存取方法 ,设计了行波波头记录仪。在每个变电站只需安装一台记录仪 ,与调度通信 ,构成输电网 GPS行波测量网络 ,直接测量故障行波波头到达各个变电站的准确时刻 ,由调度进行故障定位。

GPS及其在电力系统中的应用

ＧＰＳ是美国国防部操纵的全球定位卫星系统，用以提供精确定位信息。该系统提供了全球范围内易获取的精度为１μｓ的定时脉冲。本文对ＧＰＳ及其可用性、可靠性作了概述，并给出了一些电力系统中的应用例子。由于ＧＰＳ的全网同步采样，使同步相量测量成为可能。本文对相量测量的原理和应用作了一些论述。

GPS在高频保护试验中的应用

常规的继电保护试验只能模拟线路单侧的故障行为,而不能在一条线路的两端同时模拟所要求的各类故障。对高频保护,过去只是分别对保护装置进行常规试验,未进行两侧保护装置同时联调,不能模拟故障的真实情况。提出的一种基于GPS(全球卫星定位系统)的高频保护试验方法,使在线路两端同时向各自的保护加入模拟区内或区外的各种类型故障量,使模拟线路故障真实情况成为可能,这为在基建安装、定检调试和事故调查中,更加全面地检验线路两侧的高频保护奠定了基础。

Fault Location Method for STATCOM Connected Transmission Lines Using CCM

Determining the fault location using conventional impedance based distance relay in the presence of FACTS controllers is a challenging task in a transmission line. A new distance protection method is developed to locate the fault in a transmission line compensated with STATCOM with simple calculations. The proposed protection method considers the STATCOM injected/absorbed current to correct the fault loop apparent impedance and accordingly calculates the actual distance to the fault location. The comprehensive equations needed for apparent impedance calculation are also outlined and the performance is evaluated and tested with a typical 400 KV transmission system for different fault types and locations using MATLAB/SIMULINK software. The evaluation results indicate that the new protection method effectively estimates the exact fault location by mitigating the impact of STATCOM on distance relay performance with error less than 0.3%.

适用于严苛正序助增系数计算的故障位置快速选取方法

针对相间距离保护整定计算中严苛正序助增系数对应故障位置的选取效率较低及精度不足的问题,提出适用于严苛正序助增系数计算的故障位置快速选取方法。首先,基于节点阻抗矩阵及矩阵元素的修改公式,推导了正序助增系数表达式,整理得到13类正序助增系数随故障位置移动的可能变化趋势。然后,通过研究正序助增系数随故障位置移动的变化规律,得到5条严苛正序助增系数对应故障位置的选取判据,提出一种适用于各类复杂网络结构的故障位置快速选取方法。最后,通过IEEE多节点标准测试系统验证了所提方法的有效性。故障位置选取精度高于规程选取方法,选取效率高于多点选取方法。

基于隐马尔科夫模型的变电站继电保护设备故障声源定位方法

为了提高变电站继电保护设备故障声源定位精度,提出了基于隐马尔科夫模型的变电站继电保护设备故障声源定位方法研究。利用隐马尔科夫模型的马氏距离,确定声源在不同高度的衰退阶段;根据状态转移的过程,计算继电保护设备的衰退概率;利用数据处理算法预测变电站继电保护设备的性能衰退;利用梅尔频率倒谱系数确定故障声源特征参数,结合离散余弦变换原理,提取声源特征;利用匹配追踪分解法计算故障声源的幅值和时频,聚类分析故障声源信号特征,实现故障声源定位。实验结果表明,所提出的方法在继电保护设备故障声源定位精度上达到80%以上,提高了故障声源定位精度和定位效率,能够保证继电保护设备的稳定运行。

多端柔性直流配电网继电保护控制技术研究

为了确保柔性直流配电网的稳定安全运行,针对多端柔性直流配电网继电保护控制技术展开分析。通过建立多端柔性直流配电网数学模型,按照配电系统结构将其整个划分成若干个控制区域,每个区域包含相应的换流器、直流变压器、直流线路,再采用故障录波器对直流线路故障进行快速定位和隔离控制,以此完成继电保护控制。实验结果表明,设计方法可以实现对配电网运行故障的快速辨识和控制,保障了多端柔性直流配电网的正常运行和供电服务稳定性。

融合故障录波和保护动作的输电线路迁移学习故障分析及定位

针对高比例分布式电源并入导致电网规模增大且结构复杂,使传统输电线路故障分析及定位时依赖人工对录波数据进行分析判别容易造成误判、效率低下等问题,根据迁移学习理论方法,基于输电线路故障录波数据建立输电线路故障类型特征提取模型;利用保护动作信息和故障量判别信息,建立输电线路故障位置范围。将故障录波数据和保护动作信息作为深度学习的输入、故障类型和故障位置作为输出进行训练,将训练模型应用至某实际电网中进行测试,结果表明所提方法能够有效辨识出故障线路类型和位置。

基于实际控保录波的HVDC送端区内阀短路故障定位

为高效、快速识别高压直流输电系统整流站区内4种典型阀短路故障,提出融合控保录波数据的阀短路故障定位方法。首先,基于Y桥和D桥阀短路保护动作,识别12脉动换流器出线短路;然后,根据阀短路保护动作后执行的控制逻辑引起的各桥故障电流特征差异,在考虑控制系统对故障特征影响的基础上,设计基于不同阀导通状态时各桥三相电流标幺化的阈值分类判据,以区分区内交流侧相间短路和各桥桥臂短路及换流器6脉动换流器出线短路。最后,基于RTDS与实际控保系统的闭环仿真平台,验证了本文所提阀短路故障定位方法的有效性。

基于电网运维大数据背景下的继电保护故障定位分析

针对继电保护通信网络中的多个通信通道同时产生报警,导致继电保护通信系统故障定位较难的情况进行了探讨。首先针对继电保护故障定位需求展开研究,提出继电保护网络的通信故障定位方法;接着基于电网运行管理信息的改进贝叶斯方法,给出新的继电保护通信系统疑似故障定位方法;再通过信息综合管理RPMS、通信网管系统的报警信息及调度综合运行管理OBS所获取到的信息,对故障范围进行缩减,对原有电网运维大数据记录进行改良分析,通过贝叶斯模型来找出继电保护通信系统最可能出现故障的因素。

电网故障信息管理系统的开发

为充分利用微机保护和录波器存储的信息 ,以进一步提高电网运行管理水平 ,提出电网故障信息管理系统采用成熟的通信技术将信息直接从变电站传送到调度部门 ,使故障信息得以共享 ,由于采用 GPS技术 ,确保了系统中的时钟具有相同的时标 ,提高了被传送的故障信息的同时性 ,有助于故障分析和故障定位。文章介绍了系统的设计和应用情况。

微机继电保护设备在中压开关柜中的应用

本文以通信技术和单片机技术为核心,研制了用于中压开关柜的微机继电保护设备,包括测控板、保护板、录波板的设计等。当中压开关柜出现故障时,保护板分析故障数据,并向录波板发送故障录波启动信号,由测控板执行保护动作,以达到保护中压开关柜的目的。微机继电保护设备保护板和测控板均具有独立CPU和电路,两者之间通过I2C总线进行通信交流,且设备通过CAN、IEC61850、GOOSE实现与总控室的通信。

智能化背景下继电保护系统故障的定位方法

结合反向传播(Back Propagation,BP)神经网络模型,提出了一种定位继电保护系统故障的方法。根据继电保护系统运行情况构建继电保护系统状态解析式,将其作为继电保护系统故障判断依据,利用矩阵算法获取继电保护系统故障范围,并将其输入到BP神经网络中获取精准定位结果。以某变电站继电保护系统的跳闸事故为例,验证了所提算法的有效性和可靠性。

小波变换应用于电力系统故障信号分析初探

简述了小波变换及应用特点，结合电力系统发生故障后各电气量的变化特征探索了小波变换在滤波消噪、故障录波器数据压缩、继电保护及故障测距等方面应用的可能性，并对小波变换奇异性检测理论实现行波故障测距进行了ＥＭＴＰ仿真验证，结果表明该方法是有效的。

集中智能与分布智能协调配合的配电网故障处理模式

为提高配电网故障处理性能,对继电保护配合、自动重合闸控制、备自投控制、重合器与电压时间型分段器配合方式、合闸速断方式、邻域交互快速自愈方式以及集中智能配电自动化系统的故障处理性能进行了比较,提出了集中智能和分布智能协调控制策略:当故障发生后首先发挥分布智能方式故障处理速度快且可靠性高的优点,迅速切除故障并自动将故障粗略隔离在一定范围;当配电自动化系统将故障信息收集齐全后,再发挥集中智能处理方式精细优化、容错性和自适应性强的优点,由配电自动化系统进行故障精细定位和优化控制,将故障进一步隔离在更小范围、恢复更多负荷供电。给出了各种故障处理方式的配置原则,指出集中智能和分布智能协调配合能够相互取长补短,从而提高故障处理的性能。

配电网故障定位技术现状与展望

对现有的定位原理和方案进行了系统归纳并将其概括为三类:一类是以在线路端点处测量故障距离为目的的故障测距法;一类是故障发生后通过向系统注入特定信号实现寻迹的信号注入法;还有一类是根据故障点前后故障信息的不同确定故障区段的户外故障点探测法。概略分析了各种故障定位方法各自的优缺点以及适用的故障类型,在此基础上阐述了目前配电网故障定位存在的问题。最后探讨了配电网故障定位技术的研究方向和发展前景。

几种行波测距算法的比较

介绍了 4种行波测距算法 ,并从理论上对这些算法的优缺点进行了分析。反射波法的测距精度较高 ,但是反射波波头难以准确检测 ,容易误测距 ;零模波头法的测距精度略低 ,但实现简单 ,受干扰较少 ,结果可靠性高 ;双端测距建议直接使用第 1个线模波头 ,结果具有很高的精度和可靠性 ,无需引入零模分量的双端测距算法。 EMTP仿真结果表明所述观点正确、可靠。

电网继电保护及故障信息管理系统的设计与实现

介绍了电网继电保护及故障信息管理系统的总体框架、功能定位以及主站和子站的设计方案。着重讨论了在系统结构方面各种装置接入的复杂性、与监控系统的互联方式、系统的安全可靠性和数据流向的分析及控制 。

一种新相模变换矩阵

分析了现有相模变换矩阵,指出其单一模量不能反映所有故障类型的不足,结合均匀换位输电线路的相模变换矩阵应具有的数学性质,构造出一种新的相模变换矩阵。理论分析和应用于故障测距时的仿真结果表明,新矩阵能够用于相模变换,且单一模量能够反映所有故障类型。电网电压等级的提高对继电保护和断路器动作速度提出了更高的要求,为了适应该变化趋势,继电保护的运算将会在时域中进行,相模变换代替对称分量变换将成为发展趋势。因此,能够反映所有故障类型的相模变换矩阵在电力系统继电保护中将具有广泛的应用前景。