A New Principle of Fault Identification of on the Same Tower Based on Traveling Wave Reactive Powers

In order to improve the reliability of fault identification of the double-circuit transmission lines on the same tower, a new algorithm for fast protection of double-circuit transmission lines on the same tower based on the reactive powers of traveling wave is proposed. With the implementation of S-transform, the initial traveling wave reactive powers are calculated and the change characteristics of reactive power under different fault conditions are studied. The protection criterion is constructed by analyzing the ratio of the reactive powers of the same end on double-circuit transmission lines and the ratio of the reactive powers at both ends on the same line. According to the ratio of reactive power on the same side of the line and both ends of the same line, it is possible to identify whether the faults of the double-circuit line of the same tower occurred in or out of the protection zone. A large number of simulation results show that the protection performance is sensitive and reliable, and quick to respond. The criterion is simple and is basically not affected by fault initial angles, fault types, and transitional resistances.

基于零序导纳幅值比的同母两回线异相接地复故障选线方法

消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障时,常规选线装置存在准确率不高的问题。针对消弧线圈接地系统发生的同母两回线异相接地复故障选线难的问题,文中通过线路首端的零序电流和母线零序电压信息获得线路的零序导纳,分析消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障特征,发现故障线路零序导纳的幅值大于非故障线路零序导纳的幅值,在高阻接地时仍呈现出此特征。在此基础上提出了基于零序导纳幅值比的消弧线圈接地系统同母两回线异相接地复故障选线方法,利用故障线路与非故障线路零序导纳幅值的差异建立故障选线判据,将所有故障线路全部选出。PSCAD仿真结果表明,该选线方法准确率高,不受故障位置、消弧线圈补偿度的影响,具有较强的耐受过渡电阻的能力。

一起220 kV同塔双回线跨线事故保护动作的分析

介绍了一起同塔双回线C相受雷电反击导致接地故障,后续雷电过电压致使其中一条线已经分开的开关C相断口击穿的事故。通过对保护装置动作报告、故障时序及故障录波器波形记录的分析,准确判断出开关内部击穿的事实,避免了重大二次事故的发生。提出故障发生后要多源信息融合判断,深入了解故障发生的各项因素,结合故障波形分析,以便更加快速地对故障产生的原因及可能导致的后果做出合理正确的判断。

基于相量–时间三维曲线特性的同塔双回输电线路参数自适应故障测距频域法

考虑到故障后可用数据窗缩短使故障暂态分量影响难以完全消除,以及线路参数在实际运行中的不确定变化,提出一种基于相量–时间三维曲线特性的同塔双回输电线路参数自适应故障测距频域法。利用随数据窗推移的离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)输出的相量–时间特征,保留衰减直流产生的衰减偏置相量,构建补偿电压差值的相量–时间三维曲线观测模型,曲线特征在线路参数准确与偏离、观测点落于与偏离故障点时均存在显著差异。基于这种特征差异,采用非线性最小二乘法对补偿电压差时间序列样本进行曲线拟合,并利用拟合优度指标评估样本分布与准确参数估计和故障距离的三维曲线的相符程度,将线路参数估计与故障测距问题转化为拟合优度的优化问题。仿真验证表明,所提故障测距算法具有较高的测距精度。

基于准两相跳闸的同杆双回输电线路跨线故障跳闸策略

同杆双回输电线路采用综合跳闸策略和准三相跳闸策略,在线路故障时可能跳开双回输电线路所有相,导致含有风电、光伏等弱稳定系统大面积切机、甩负荷,使得电网输电环境恶化,严重降低电力系统运行稳定性。针对此问题,提出了适用于同杆双回输电线路跨线接地故障准两相跳闸策略,降低跨线故障双回输电线路所有相跳闸几率的同时为故障相提供稳定耦合源。首先采用拓扑分析方法对输电线路综合跳闸策略和准三相跳闸策略建立模型,分析得到跳闸策略对故障性质判定影响机理;其次考虑线路输电连续性及故障性质判定统一性,提出适用于同杆双回输电线路跨线故障准两相跳闸策略。最后通过PSCAD/EMTDC仿真实验验证了准两相跳闸策略的正确性和可行性。

同杆并架双回线小电流接地故障特征及选线适应性分析

针对为缓解供电走廊紧张与用电需求增大的矛盾,大量单回线改造成同杆并架双回线对小电流接地故障暂稳态特征和已有选线方法适应性的影响尚未明确的问题,提出一种新的相模变换方法。建立同杆并架双回线小电流接地故障等值电路,分析线间耦合对小电流接地故障暂态与稳态特征的影响,以及当前选线方法和装置的适应性。结果表明,线间耦合不影响各出线间零模电流幅值和相位(极性)关系,已有选线方法仍然适用;线间耦合会使故障暂态电流的主谐振频率和衰减因子的分布范围增大,故选线装置的采样频率和所采用暂态信号频段范围都要适当增大。通过仿真验证了上述结果的正确性。

同塔双回直流线路故障选线方法

故障选线研究是同塔双回直流线路保护的重要组成部分,准确判断出故障线路有助于运维人员快速处理故障,有效保障直流系统安全稳定运行。本文提出的一种同塔双回直流线路故障选线方法,并对搭建的同塔双回直流输电系统进行数字仿真试验,验证了本文所提故障选线方法的有效性。

高速铁路AT供电故障测距同相差流比算法研究与实践

高速铁路AT供电方式下发生故障时必须对故障点准确定位,这对故障测距算法的准确性提出较高要求。同相差流比算法可以准确计算出故障点位置,最大误差不超过50 m。本文对同相差流比算法进行理论研究,对算法中各种故障类型测距计算式进行理论推导,并基于故障实例对该算法的测距误差进行验证。

同杆4回线12序分量法

同杆4回线在节省线路占地的同时,带来了测距和继电保护等方面的困难。文中针对同杆4回线难以解决的线间耦合问题进行了大量研究。使用矩阵变换将耦合的线路进行解耦,形成相互独立的12序分量。详细研究了这12序分量的特点,并给出了线路发生故障时的各序分量图。12序分量法不仅可以成为同杆4回线故障计算的基本方法,还为同杆4回线的测距和保护打下了理论基础。EMTP仿真结果表明了12序分量法的精确性。

同一条断层垂向封闭的差异性分析

在断层静止后垂向封闭机理分析的基础上,对断层垂向封闭的主控因素进行了研究,认为断层面压力、断裂带中泥质含量和是否被SiO2和CaCO3沉淀胶结是影响断层垂向封闭性的主控因素。通过模拟实验和实例对断层垂向封闭的差异性进行了研究,表明由于封闭空间(剖面上和平面上)变化造成同一条断层垂向封闭性在空间(剖面和平面)上存在着差异性,由于封闭条件和机理演化造成同一条断层垂向封闭在时间上存在着差异性,由于封闭对象改变造成同一条断层垂向封闭能力存在着差异性,在相同条件下,同一条断层垂向封油能力强于垂向封气能力。

基于双端电气量的同杆平行双回线单线故障测距

考虑同杆平行双回线零序互感的影响,针对同杆双回线单回线故障,提出了一种基于故障线双端电气量的故障测距算法。该算法根据同杆平行双回线单回线内部故障的等效序网图,利用相应故障类型在故障支路的电压边界条件导出其测距方程。算法利用了现有分相电流差动保护提供的单回线本端电压和两端电流工频量,原理上与过渡电阻和系统阻抗无关。通过PSCAD/EMTDC软件,仿真计算了不同过渡电阻、系统阻抗和负荷情况下不同故障点发生各种类型故障的测距情况。仿真测距结果表明,该算法应用于同杆平行双回线单回线故障测距时具有很高的精度,并与过渡电阻、系统阻抗和负荷工况无关。

基于电位系数矩阵的同塔双回直流输电线路故障选线方法

围绕同塔双回直流输电线路的故障分析与故障选线方法,基于麦克斯韦静电耦合理论,根据线路与杆塔的详细参数,考虑架空地线分段接地的特点及近端故障时滤波电容的影响,推算同塔双回直流输电线路的电位系统矩阵,并通过相模变换将线间静电不平衡耦合转换为线路各模量的电压变化量。进一步考虑地模与线模电压行波的传播特性差异,通过定义模电压变化比率以消除过渡电阻的影响,从而提出一种同塔双回直流输电线路的定量故障分析方法。基于所述故障分析方法,根据不同故障的边界条件进行特征分析,提出故障选线判据和定值整定方法。利用PSCAD/EMTDC构建同塔双回直流输电系统模型,通过全面的故障仿真分析,验证了所述方法的正确性,结果表明该故障选线方法不受过渡电阻的影响,能准确、灵敏地判定各种复杂故障类型。

局部耦合双回输电线路故障测距时域算法

多回耦合输电方式是电网建设的必然趋势,以局部耦合多回线路为主。受线间局部耦合影响,现有故障测距方法存在较大误差。为此,对局部耦合双回输电线路开展故障分析和故障测距方法研究。根据局部耦合同塔双回输电线路的结构和特点,利用线路解耦理论建立局部耦合双回输电线路耦合分界点处的电压和电流接口方程。在此基础上,构建各耦合段的故障测距时域分析模型,从而提出局部耦合双回输电线路的故障测距时域方法。最后,利用ATP/EMTP电磁暂态仿真软件构建局部耦合同塔双回输电线路模型,并进行全面的仿真验证,结果表明所提方法精度高。

基于环流分量的同塔四回输电线路单回线故障选线新方法

通过分析同塔四回线12序分量特性,提出基于环流分量的故障选线新方法。该方法首先根据不同回线故障时各环流量之间的幅值与相位关系,构造环流差量。通过研究环流分量及环流差量间相位关系在不同回线故障条件下相差180°的变化特征,可实现准确选线的目的。以较普遍的参数不对称同塔四回线输电线路为模型,结合不同回线故障时的边界条件,对各回线故障时序分量间相位关系进行分析。利用不同回线故障时序分量间相位关系不同的特点,提出一种不受负荷电流影响的同塔四回线选线方法。PSCAD/EMTDC仿真验证了上述所提新选线方法的准确性与有效性。

1000kV同塔双回输电线路的故障清除转移过电压

淮南-皖南-浙北-沪西是我国即将建设的1000 kV特高压交流同塔双回输电线路,由于电压等级的提高,对线路的操作过电压绝缘水平就提出了更高的要求。针对此问题,使用电磁暂态程序PSCAD-EMTDC计算了全线的故障清除转移过电压,并分析了不同故障点不同运行方式及不同故障类型对转移过电压的影响。仿真结果表明,在单相、两相和三相接地等较严重的故障类型下,输电线路上的转移过电压会超过限制值。最后提出了在转移过电压最为严重的淮南-皖南线路上安装避雷器来将转移过电压限制在容许值以下的保护建议。

基于相关分析的同杆双回线突变量选相新方法

针对同杆并架双回线发生跨线故障时正确选相难的问题,在对跨线故障单侧同名相故障分量进行相关度分析的基础上,提出了一种新的基于单侧双回线相电流的选相元件。该选相元件通过比较单侧同名相相电流突变量的相关度及突变量幅值大小实现选相。该方法半个周期就能快速正确选相,算法简单,具有较好的鲁棒性,且易于与现有距离保护相配合。仿真结果表明,该选相元件较好地解决了同杆并架双回线的故障选相问题。

同杆并架输电线路跨线故障识别元件

通过对线路发生单纯性故障与跨线故障情况下的正、负序故障分量阻抗关系和正、负序故障分量电流幅值关系的分析,提出了一种判别电力系统发生跨线故障的判别元件。单纯性故障时,正负序阻抗角相等、正负序阻抗幅值相等、正序故障分量电流幅值不小于负序电流幅值;而当发生跨线故障时,以上关系不再成立,由此便可以得到系统发生跨线故障的判据。该判别元件原理简单,动作灵敏度高,EMTP仿真和现场录波数据验证了该判别原理的准确性。

同杆并架双回线双端非同步故障测距算法

提出一种同杆双回线非同步故障测距算法,算法利用故障点与线路两侧之间的同向正序电压与同向正序故障电压之商相等的原理消除不同步角的影响,采用二分区间求根法或者弦截求根法求解故障位置。定性分析结果和EMTP仿真结果表明,所提算法不存在伪根,无需双端数据同步,不受过渡电阻和故障类型的影响,测距精度较高。

不同电压等级同塔四回输电线路不同运行方式下零序互感对接地距离保护的影响

分析了不同电压等级同塔四回线路在不同运行方式下,零序互感对接地距离保护零序电流补偿系数及测量阻抗的影响。理论分析表明:所有运行方式中,线路同塔双回运行时零序电流补偿系数最大,测量阻抗最小;1回运行,其他3回检修接地时,对应的零序电流补偿系数最小,测量阻抗最大。在此基础上,给出了接地距离保护零序电流补偿系数的整定建议。利用RTDS对1 000 kV/500 kV同塔四回线路进行了仿真验证,仿真结果与理论分析一致。

同杆并架双回线保护选相元件研究

该文对几种常用的故障选相元件在同杆并架双回线故障下的动作行为进行了研究,提出了一种选相新方法。研究表明相电流差突变量、稳态电流序分量等选相元件在发生某些跨线及转换性故障时会误选相。在对跨线及转换性故障特点进行分析的基础上提出了一种新的基于单回线单侧电压电流量的综合选相元件,这种选相元件是在比较故障相电压的基础上判别故障相电流的相位条件来实现的。试验表明这种选相元件与相电流差突变量、稳态序分量选相元件配合可以较好地解决同杆并架双回线故障下特别是跨线及转换性故障下的正确选相问题,保护利用分相式通道在判别两侧选相结果后可实现选相跳闸。