基于模式电压内积的单相自适应重合闸策略

针对不带并联电抗器的高压输电线路,提出了一种基于模电压内积的单相自适应重合闸实现方法。首先,采用Clark相模变换矩阵将电压相量转换为模量去除相间的耦合关系,再对瞬时性故障下故障相电压模量幅值进行分析,分别求出故障相电压α模分量内积和0模分量内积,得出两模分量内积比。输电线路发生单相接地故障后,不同故障类型下的故障相和健全相电压有差异,分析发现不同故障下模分量内积比值同样有差异,通过观察内积比值曲线来区分永久性故障与瞬时性故障并确定二次电弧的熄弧时刻。该方法实现简单,能够快速识别故障性质以及二次电弧是否灭弧,计算量低,受线路条件影响小,同时适用于对称和不对称的输电线路。EMTP仿真结果证明了该方法的准确性和可靠性。

输电线路自适应重合闸研究综述

传统的自动重合闸性能不佳,因此能够提高重合闸成功率、避免重合于永久性故障的自适应重合闸的研究具有重要意义。对永久性故障和瞬时性故障的概念进行了讨论,以故障点电流是否为零来界定永久性故障和瞬时性故障。指出影响重合成功的因素主要是故障性质,但还受重合闸时序的影响,因而自适应重合闸应包括故障性质判别和重合闸时序的优化两个方面内容。分别总结评述了单相自适应重合闸、三相自适应重合闸以及同杆并架平行双回线路自适应重合闸的研究现状。展望了自适应重合闸的研究前景。

同杆并架双回线自适应重合闸组合判据

在分析电压自适应和相位自适应重合闸判据的基础上,结合同杆并架双回线单相故障和单相跨单相故障时的电气量特征,提出了一种基于相位自适应判据、电压自适应判据及按相序重合的组合判据。仿真结果表明该判据可以准确地判别同杆并架双回线路单相故障和单相跨单相故障的故障性质,有助于提高同杆并架双回线路自动重合闸的成功率,降低重合于永久性故障时对电网安全稳定运行的影响。

带并联电抗器输电线路三相自适应重合闸永久性故障判别

提出了一种适用于带并联电抗器的输电线路的相间瞬时性和永久性故障判别的新方法,利用三相并联电抗器电感参数的识别结果实现三相自适应重合闸。相间瞬时性故障待故障点熄弧后,三相储能由各自的自振回路释放;而相间永久性故障时,故障相的储能由故障回路可靠释放,非故障相储能则由自振回路得以释放。因此,以瞬时性π模型为参考模型,利用三相并联电抗器电流量实现三相并联电抗器电感参数的识别,由电感参数识别值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,三相自振回路与参考模型一致,三相并联电抗电感求解值与真实值十分吻合。永久性故障情况下,由于故障相故障回路存在,故障相的并联电抗电感求解值与实际值差异显著。大量ATP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。

基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法

馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点,提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术,包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电,同时可有效缩短故障处理时间。

自适应重合闸在电力系统中的应用实践

介绍了目前国内用于实际电力系统的按相顺序自适应重合闸方案。方案综合考虑了两回线的实时运行信息,基于按相顺序重合闸逻辑,采用了严重永久故障识别判据及相间永久故障识别判据,综合判断重合相别和重合顺序,实施有序重合。结合现场一起复杂跨线接地多相故障实例,详细分析了按相顺序自适应重合闸动作过程。按相顺序重合闸提高了重合闸成功率,避免了重合于永久性故障对系统的严重冲击。

带并联电抗器输电线路单相故障性质识别判据

针对带并联电抗器超特高压输电线路,分析了瞬时性故障时低频分量频率基本不受系统阻抗及故障点位置变化的影响,在低频分量频率离线准确计算的前提下,提出采用最小二乘拟合方法快速检测断开相并联电抗器电流低频分量和工频分量幅值实现的单相故障性质识别新判据。瞬时性故障时,低频分量幅值接近或超过工频分量幅值;永久性故障时,低频分量幅值接近0。判别算法仅利用断开相并抗电流,原理简单可靠,且易于实现。大量ATP仿真验证表明,该判据正确有效,能快速实现单相故障性质判别,有望提高单相重合闸动作的成功率。

基于模型识别的三相重合闸永久性故障判别

提出一种基于模型识别的带并联电抗器输电线路三相重合闸永久性故障判别方法。该方法以选相结果为基础,以瞬时性故障π形模型为识别模型,将并联电抗器电流作为已知量,求取本端及对端线模电压和电容电流的线模分量,进而求解两端并联电抗器电流和电容电流线模分量之和。瞬时性故障时,故障模型与识别模型一致,求解值等于0;永久性故障时,故障模型与识别模型不一致,求解值不等于0。据此可以判别是否为永久性故障。电磁暂态分析程序(EMTP)仿真表明,该方法能够有效识别永久性故障,可靠实现带并联电抗器输电线路的三相自适应重合闸。

采用模量参数识别的三相重合闸永久性故障判别原理

提出一种适用于带并联电抗器输电线路的三相重合闸永久性故障判别方法。该方法在故障选相基础上,以瞬时性故障π型等效模型为参考模型建立参数识别方程。对于接地故障,建立零模分量的参数识别方程;对于相间故障,建立线模分量的参数识别方程。以并联电抗器电流作为已知量,并联电抗器电感参数作为待求解参数,利用求解值与实际值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障时,故障模型与求解模型一致,求解值与实际值差异很小;永久性故障时,故障模型与求解模型不一致,求解值与实际值差异明显。EMTP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。

基于电容参数识别的永久性故障判别方法

提出一种适用于双端带并联电抗器输电线路单相重合闸永久性故障的判别方法.该方法以线路瞬时性故障模型为参考模型,建立参数识别网络方程,将线路电容参数作为待求解参数,根据电容计算值与实际值差异实现故障性质的判别.如果电容求解值与实际差异很小,则实际故障模型与参考模型一致,判为瞬时性故障;如果电容求解值与实际值差异大,则实际故障模型与参考模型不一致,判为永久性故障.该方法仅利用双端并联电抗器电流量,原理简单,易于实现,且不受低频振荡分量影响.ATP仿真表明,该方法能够有效区分瞬时性故障和永久性故障,能够提高单相自适应合闸动作的成功率.

基于参数识别的单相自适应重合闸研究

在分析带并联电抗器输电线路单相故障特点的基础之上,提出一种利用参数识别原理的单相自适应重合闸永久性故障识别方法。该方法以恢复电压阶段的瞬时性故障π型等效模型为参数辨识模型,将并联电抗器电感和中性点小电抗电感参数作为辨识参数,利用电感参数求解值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,故障模型与求解模型一致,电感求解值与实际值差异很小;永久性故障情况下,故障模型与求解模型不一致,电感求解值与实际值差异明显。该方法判别原理简单可靠,仅利用单端电气量,且不需要长数据窗滤波,理论上不受低频振荡分量的影响。大量ATP仿真表明,该文判别方法能够快速识别永久性故障,能够用于带并联电抗器输电线路的快速单相自适应重合闸。

基于并联电抗器差模电流波形特征的三相自适应重合闸永久性故障识别

针对带并联电抗器的超高压输电线路,详细分析了发生两相或三相瞬时性及永久性故障时,故障相并联电抗器差模电流的特征:在线路两端三相跳闸以后,对于瞬时性故障,故障点熄弧以后,差模电流中只存在衰减周期分量,对于永久性故障,差模电流中只存在衰减直流分量。利用差模电流的这一特性可以提出适用于三相自适应重合闸中相间故障性质识别的新判据,该判据只需利用单端并联电抗器电流即可实现,并且可以判定熄弧时刻。大量ATP/EMTP电磁暂态仿真表明,该方法能够快速准确地识别故障性质,且基本不受故障位置、过渡电阻、采样频率、负荷电流、故障时刻、跳闸时刻、故障点熄弧时刻等因素的影响,且同时适用于单端和双端带并联电抗器的输电线路。

基于S变换奇异值能量熵的单相自适应重合闸故障符号识别法

将S变换、奇异值分解及信息熵理论相结合,用于带并联电抗器的超高压长输电线路瞬时性与永久性故障的识别中。首先直接对故障相电压作S变换求模时频矩阵,然后对该矩阵进行奇异值分解,量化其特征差异,再利用信息熵理论对奇异值求其能量熵,从统计的角度给出系统的奇异值能量熵,最后用简单的符号识别法进行故障的分类。仿真结果表明,其该方法准确率高、稳定性好。

基于模量电容参数识别的永久性故障判别方法

为了提高电力系统并列运行的稳定性和供电可靠性,提出一种三相重合闸永久性故障判别方法。在输电线路发生短路故障且两侧断路器跳开后,该方法以并联电抗器电流作为已知量,瞬时性故障线模T形模型为参考模型建立参数识别方程,将电容参数作为待求参数,利用求解值与实际值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障时,故障模型与求解模型一致,求解值与实际值差异很小;永久性故障时,故障模型与求解模型不一致,求解值与实际值差异明显。EMTP仿真表明,该方法能够有效判别永久性故障,能实现带并联电抗器输电线路的三相自适应重合闸。

智能型自适应单相重合闸的应用研究

根据自适应单相重合闸的电压判据在判别瞬时性故障与永久性故障时存在的缺陷 ,提出了智能型自适应单相重合闸方案 ,将人工神经网络用于其中 ,建立了一个 3层前向网络模型。利用EMTP及 MATLAB进行了大量的仿真实验 ,验证了其无论在长线路还是短线路的故障区分中都具有良好的可行性 ,克服了传统判据的缺陷。同时还提出了基于模糊神经网络的自适应单相重合闸方案 。

基于经验模态分解及近似熵的输电线路单相自适应重合闸

根据经验模态分解和近似熵算法,提出了一种针对输电线路单相接地故障的故障类型诊断方法,该方法具有一定的抗干扰能力,可以快速判断故障类型,以提高重合闸成功率。线路故障仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。

带并联电抗器的线路单相自适应重合闸故障判别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,研究了故障后线路断开相并联电抗器与中性点小电抗上的电压特性,发现在永久性故障时,无论是金属性接地还是经过渡电阻接地,断开相并联电抗器上电压与中性点小电抗上电压的比值总是大于瞬时性故障时两者的电压比值。基于上述结论,提出了超高压带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸故障的电压判别方法。理论分析和EMTP仿真表明,该判别方法简单、有效,能可靠实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。

利用自由振荡频率识别的三相重合闸永久性故障判别

针对三相重合闸永久性故障判别方法在单相接地故障时灵敏度不足的问题,提出识别并联电抗器零模电流自由振荡频率的永久性故障判别方法。线路故障且两侧断路器跳开后,由于线路电容和并联电抗器的储能,并联电抗器会出现自由振荡电流。利用最小二乘矩阵束算法获取并联电抗器电流的自由振荡频率。瞬时性故障时,线路零模网络与线模网络在电弧熄灭后停止能量交换,该自由振荡频率等于零模网络固有频率主频;永久性故障时,线路零模网络与线模网络通过故障端口进行能量交换,该自由振荡频率等于零模网络和线模网络固有频率主频的算术平均值。因此,通过计算自由振荡频率的数值即可实现永久性故障判别。EMTP仿真表明,该方法能有效识别永久性故障,且不受故障位置、过渡电阻的影响。

基于高频保护通道信号的三相自适应重合闸方法

提出了一种用于区分输电线路瞬时性故障和永久性故障的新方法:利用高频通道及其信号区分瞬时性故障和永久性故障,从而实现三相自适应重合闸。通过使用高频通道等传播常数模式理论,对高频电流信号在三相电力线载波通道上的传输特性进行了分析后得知:高频电流在多导线系统中传播时,虽然高频设备只加工于一相,但实际上高频信号是沿着多相导线的相间传播的。对于高频信号在多导线系统中的传播特性,可采用等传播常数模分量法分解为与导线数相等的n组模分量进行分析,且可利用网络关联矩阵的原理对各种故障情况下接收的高频信号进行较为准确的计算。由此提出了利用超高压线路高频保护通道的信号传输特性来判别故障类型的新方案,该方案为解决三相自动重合闸重合于永久性故障的问题开辟了新的思路。仿真与计算结果表明:各种故障情况下接收高频电流信号的特征与基于模传输理论的高频通道计算结果十分吻合;短路故障点位置对高频接收信号几乎没有任何影响。理论分析和大量的EMTP仿真结果显示了该方案的有效性和正确性。

利用最小二乘拟合算法的三相重合闸永久性故障判别

为解决单相接地永久性故障判别灵敏度不足的问题,提出采用并联电抗器零模电流不同频率分量比值特征的三相自适应重合闸故障性质判别方法。通过分析单相接地故障时的并联电抗器零模电流,发现不同故障性质情况下其自由振荡频率不同,据此建立了包含衰减非周期分量及不同自由振荡频率分量的并联电抗器零模电流识别模型。当输电线路发生故障且两侧断路器跳开后,将并联电抗器零模电流作为已知量,利用最小二乘拟合算法求取其不同频率分量的幅值,根据各频率分量电流幅值对比关系实现永久性故障判别。EMTP仿真表明,该方法适用于单端及双端带并联电抗器线路,且不受过渡电阻、故障位置的影响,灵敏度高。