谭书平[1]2006年在《超高压输电线路单端暂态电流保护原理的研究》文中进行了进一步梳理暂态保护是利用故障时产生的暂态故障分量来实现的保护,它具有超高速的特点,其能解决EHV线路传统保护速动性和可靠性之间的矛盾。本文从数学形态学和暂态保护的理论基础出发,探讨了数学形态学基本原理,提出了它在检测信号暂态能量方面的一种方法;由于母线杂散电容和高频阻波器的作用,超高压线路发生区内、外故障时的暂态电流行波中高频分量的含量有所不同,本文利用多分辨形态梯度来检测、放大这一差异,构成了一种利用单端故障暂态电流的保护新原理;分析超高压线路各种模电流分量在典型故障类型下的特征,提出一种基于故障暂态电流分量的故障选相算法。通过大量的仿真证明本文所提方案与算法是正确有效的。
刘浩芳[2]2007年在《特高压输电线路保护新原理及自适应重合闸技术的研究》文中研究表明随着特高压交流试验示范工程得到国家核准,中国特高压输电工作已经进入了工程实施阶段。特高压输电线路输电距离远、输电容量大,其安全稳定运行于电网至关重要。因此研究特高压输电线路的继电保护新原理及自适应重合闸技术具有重要的现实意义。本论文主要内容包括以下几个方面:(1)提出了基于分布参数的分相电流差动保护新原理,该原理本质在于实时计算线路的故障点电流,因此其性能基本不受分布电容的影响。提出其工程算法以减少运算量,确保其速动性。采取并联电抗器电流补偿措施后,该保护亦适用于带并联电抗器的特高压输电线路。(2)研究了基于高低频段能量比的暂态电流保护在超高压及特高压输电线路上的应用情况。该原理的保护在超高压输电线路上的应用研究表明,若选择较高频段作为低频段,则可提高保护对故障接地电阻及故障时刻的自适应性。由于特高压输电线路母线杂散电容一般较超高压输电线路母线杂散电容要小,且高频量沿特高压输电线路传播时衰减更为严重,因此该原理的暂态电流保护直接应用于特高压输电线路时性能将变差。(3)为了提高保护动作速度,本文提出了适用于特高压输电线路的改进能量方向保护算法。采用改进算法后,能量方向保护可在故障后的整个时段内均能准确判断故障方向。该改进算法原理简单,且可适用于带并联电抗器的特高压输电线路。(4)提出了两种适用于不带并联电抗器的特高压输电线路的单相自适应重合闸判据,即基于断开相电压与两健全相电压和的幅值关系和相位关系的综合判据及基于断开相电压与两健全相电压和的沿线相似性、利用改进相关系数来判断故障性质的判据。综合判据适用于较短的特高压输电线路,而基于改进相关法的判据亦适用于较长的特高压输电线路。(5)提出了两种新拍频判据以更加快速地判断带并联电抗器的特高压输电线路上单相接地故障的性质。两种拍频判据的本质均为消除断开相电量中的基波量以判断是否存在自由分量,从而判断故障性质。第一种拍频判据是利用相隔n个基波周波的两基波周波量相减来消除基波量。第二种拍频判据则是利用正弦函数的正交性来消除基波量。
赵宇龙[3]2007年在《基于小波熵的超高压输电线路暂态保护的研究》文中认为高压输电线路特别是超高压输电线路保护直接影响电力系统的安全经济运行,探索新的保护原理和方法以提高输电线路保护的性能是继电保护研究领域中的一个重要课题。电力系统暂态信号的分析是暂态保护得以实现的基础,为保证保护装置准确动作,必须找到一个合适的普适量,以检测故障并区分区内外故障。因此,建立一套高效的电力暂态信号分析方法十分必要。本文主要介绍了小波熵及其在暂态信号分析中的应用,采用ATP对各种故障所作的仿真计算验证了小波熵在暂态保护中应用的可行性。
郭振威[4]2015年在《基于故障初始角与过渡电阻的线路母线暂态保护方法研究》文中提出随着我国超高压电网的迅速发展,超高压输电线路和母线对继电保护的动作速度和可靠性提出了更高要求。根据系统故障时产生的暂态量而构造的暂态保护具有超高速性能,但是它的可靠性却有待提高。论文就这一种新继电保护技术开展了深入系统的研究。首先研究了故障暂态量的产生机理,从理论上分析影响故障暂态量产生的基本因素。论文的研究表明,暂态保护可靠性不高的一个根本原因是传统方法没有考虑故障初始角与过渡电阻的影响。为解决这一问题,本论文根据实际工程中输电线路和母线系统的特点,提出了几种暂态保护方案,理论分析表明它们具有较好的优越性。ATP/EMTP仿真验证了这些原理的正确性。论文的研究成果主要体现在以下几个方面:(1)提出了两种计算故障初始角的方法从理论上分析研究了故障行波在叁相输电线路上的模分量传播特性,推导出利用故障模分量计算故障初始角的方法。从理论上研究叁相架空输电线路的相位系数特性,提出了基于相位系数的故障初始角计算方法。(2)建立了基于故障初始角、过渡电阻的暂态量归算模型深入研究了故障暂态量与故障初始角、过渡电阻的关系,建立起故障暂态量按故障初始角、过渡电阻的归算模型,消除了故障初始角、过渡电阻的影响。(3)提出了基于故障初始角、过渡电阻归算的暂态保护方法①提出了基于故障初始角、过渡电阻归算的线路单端暂态保护方法根据母线两回线路出口端暂态量的差,提出了新型的线路单端暂态保护。保护实现过程中,通过将故障特征量进行归算的方法消除了故障初始角、过渡电阻的影响。该方法可以保护连接于同一条母线的两回线路,保护范围是传统保护的两倍,如果按照传统保护配置方法配置保护,可以实现保护双重化。②提出了基于故障初始角与过渡电阻归算的母线暂态保护方法根据在母线的各条线路出口端观测到的故障暂态量瞬时幅值,建立起故障暂态量瞬时幅值的归算模型,提出了一种新型的母线暂态保护方法。本方法消除了故障初始角、过渡电阻的影响,显着提高了保护可靠性。③提出了基于故障初始角与过渡电阻归算的分布式母线暂态保护方法根据在母线一条线路的出口端监测到的故障暂态电流行波方向和故障暂态电流瞬时幅值,应用将故障暂态电流瞬时幅值进行归算的方法,提出了一种新型的分布式母线暂态保护方法。该方法消除了初始角、过渡电阻的影响,显着提高了保护可靠性。本方法能同时保护一条母线和一回线路,只需从一条回线路提取故障暂态信息,无需同其它保护单元交换信息,一个保护单元出现故障或退出运行,不影响其它保护单元的正常运行,每个保护单元具有完全的独立性,符合继电保护装置分散下放安装到开关站的发展趋势要求。相对于已有的分布式母线保护,本方法原理更加简单,可靠性提高。④提出了基于故障初始角与过渡电阻归算的方向比较纵联暂态保护方法根据在线路两端检测到的母线内侧与外侧的故障暂态量能量差,建立起故障暂态量能量差的归算模型,提出了一种方向比较纵联暂态保护新方法。本方法消除了初始角、过渡电阻的影响,显着提高了保护可靠性。一套本原理的方向保护可以同时为两条线路提供故障方向判断,平均起来n回出线最多仅需要n套本原理的保护装置即可保护所有出线,相比传统的方向纵联保护必须在每回线路两端都配置一套保护装置,共配置两套保护装置而言,可以节省大量投资。(4)提出了基于故障初始角、过渡电阻与机器学习的智能暂态保护方法①提出了基于故障初始角、过渡电阻与SVM的线路单端智能暂态保护方法根据在母线的两条线路出口端的暂态量的差,提出了一种新型的线路单端智能暂态保护。该保护算法将故障特征量、故障初始角、过渡电阻作为SVM输入向量,通过机器学习的方法消除故障初始角、过渡电阻的影响,显着提高暂态保护可靠性。该方法可以保护连接于同一条母线的两回线路,保护范围是传统保护的两倍,如果按照传统保护配置方法配置保护,可以实现保护双重化。②提出了基于故障初始角、过渡电阻与SVM的分布式母线智能暂态保护方法根据在母线一回线路的出口端监测到的故障方向和故障暂态电流瞬时幅值积分,将故障特征量、故障初始角、过渡电阻作为SVM输入向量,采用机器学习的方法,提出了一种新型的分布式母线暂态保护方法。该方法消除了故障初始角、过渡电阻的影响,显着提高了保护可靠性。本方法能同时保护一条母线和一回线路,只需从一条回线路提取故障暂态信息,无需同其它保护单元交换信息,一个保护单元出现故障或退出运行,不影响其它保护单元的正常运行,每个保护单元具有完全的独立性,符合继电保护装置分散下放安装到开关站的发展趋势要求。相对于已有的分布式母线保护,本方法原理更加简单,可靠性提高。③提出了基于故障初始角、过渡电阻与PNN的智能暂态保护方法根据在母线的两条线路出口端监测到的故障暂态量瞬时幅值积分、这两个瞬时幅值积分的差,应用概率神经网络(PNN)构造了一种新型的智能暂态保护方法。随故障状态的改变,智能地调整保护动作值,消除了故障初始角、过渡电阻的影响,显着提高了保护可靠性。本方法能同时保护一条母线和两回线路。论文主要贡献可概括为:提出了两种计算故障初始角的方法;建立了基于故障初始角、过渡电阻的暂态量归算模型;提出了基于故障初始角、过渡电阻归算的线路与母线保护方法;提出了基于故障初始角、过渡电阻的机器学习算法的线路与母线保护方法。这些方法消除了故障初始角、过渡电阻的影响,显着提高了保护可靠性;多个方法的保护区域是传统方法的2倍。
匡军[5]2010年在《超高压输电线路单端暂态电流保护算法的研究》文中进行了进一步梳理现代电力系统呈现大容量、远距离、高电压、联合电网的发展趋势,对电网运行的稳定性要求更高。快速切除故障是确保电力系统稳定运行的有效措施之一。暂态量保护利用故障分量中的高频暂态分量来进行故障的判别、实现保护功能,具有响应快、准确性高等优点,而且不受过渡电阻、系统振荡、TA饱和等因素的影响。因此,暂态量保护可以改善继电保护装置的性能、解决工频量保护固有的弊端,成为未来继电保护的发展方向之一输电线路故障时产生的高频分量在经过线路边界后会遭受大量的衰减和反射作用,因此在保护安装处检测到的区内外故障分量存在差异,利用此差异可实现区内外故障的识别。本文在分析输电线路边界频率特性的基础上,提出两种基于故障暂态分量的超高压输电线路保护算法。其一为利用改进递归小波变换相位信息的暂态保护算法：采用改进递归小波变换提取故障电流信号中的暂态分量,利用小波变换后的相位信息来测量故障信号的平均频率,通过区内外故障暂态信号的平均频率差异来识别故障。其二为利用希尔伯特-黄变换的暂态保护算法：采用希尔伯特-黄变换方法对故障电流信号进行处理,得到信号高频分量的Hilbert谱,通过比较故障发生时刻的瞬时频率大小来判别区内外故障。通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC搭建了实际的500kV超高压输电线路模型,对不同故障距离、不同故障类型、不同故障过渡电阻、不同故障初始角、不同边界等多种故障情况进行了大量的仿真,并利用MATLAB处理仿真数据,对所提算法进行测试实验,实验结果表明本文所提出的两种暂态保护算法具有可行性。
胡巨[6]2004年在《超高压输电线路暂态电流保护的研究》文中研究说明暂态保护是利用故障时产生的暂态故障分量来实现的保护,它具有超高速动作的特点。本文从小波变换的理论和暂态保护的理论基础入手,根据暂态保护研究的历史与现状,主要在暂态保护的仿真软件选择方面,小波基的选择原则方面,将小波变换应用于暂态电流保护的理论分析方面,ANN 在暂态电流保护方面的应用方面,基于小波变换的暂态电流故障相选择原理方面以及上述的仿真试验方面等作了一些工作和探讨。
吴国强[7]2008年在《基于希尔伯特—黄变换的超高压输电线路保护研究》文中进行了进一步梳理暂态保护是利用故障时产生的暂态故障分量来实现的保护,它具有超高速的特点,因而它很好地解决EHV线路传统保护速动性和可靠性之间的矛盾。本文从HHT边际谱和暂态保护的理论基础出发,探讨了HHT基本原理及其改进方法,及其在暂态信号方面的应用。电力系统发生故障时由于母线杂散电容和高频阻波器的作用,超高压线路发生区内、外故障时的暂态电流行波中高频分量的含量有所不同,本文利用HHT边际谱的特征能量函数来检测这一差异。通过分析超高压输电线路各种模电流分量在典型故障类型下的特征,构成了一种利用单端故障暂态电流的保护方案。通过大量的仿真证明本文所提方案与算法是正确有效的。
李婷[8]2006年在《基于暂态高频能量的超高压输电线路保护研究》文中研究说明暂态保护是利用故障时产生的暂态故障分量来实现的保护,它具有超高速的特点,因而它很好地解决EHV线路传统保护速动性和可靠性之间的矛盾。本文从数学形态学和暂态保护的理论基础出发,探讨了数学形态学基本原理,提出在信号滤波方面的应用;通过多尺度形态分解,检测、放大暂态信号能量在不同尺度下的差异,构成了一种故障暂态保护新原理;结合李氏指数和数学形态学,在分析超高压各种故障类型模分量的特征基础上提出一种基于故障暂态分量的故障选相算法。论文利用ATP对一简化的500kV的线路进行了仿真,并利用MATLAB对该算法进行分析验证,仿真结果表明,提出的算法能够正确判断故障,具有一定的可行性。
吴姗姗[9]2008年在《基于改进递归小波的超高压输电线路暂态电流保护算法》文中研究说明近年来,随着电力系统的迅速发展,我国电网呈现出大容量、远距离、高电压的发展趋势,对电网运行的稳定性提出了更高的要求。快速切除故障不仅有助于提高输电线路的传送功率,更重要的是能够增强电力系统的暂态稳定性。因此,具有高速甚至是超高速动作特性的暂态量保护成为未来继电保护设备的发展方向之一。本文在分析输电系统频率特性的基础上,利用母线对地杂散电容和阻波器对区外故障高频暂态电流分量的衰减作用,提出两种基于故障暂态分量的超高压输电线路保护算法。其一为基于幅值信息保护算法:采用改进递归复小波变换分别提取高频和次高频两个不同中心频率故障暂态电流分量的幅值信息,通过这两个频率分量的幅值能量比值来识别线路区内外的故障。其二为基于相位信息保护算法:采用改进递归复小波变换提取一高频率故障暂态电流分量的相位信息,求得该频率的相角相对于改进递归母小波相角的畸变程度(即相角相对畸变度),达到识别保护线路区内外故障的目的。采用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建了两个简化的500kV超高压输电线路模型,对不同故障距离、不同故障类型、不同故障过渡电阻等多种故障情况进行了大量的仿真,并利用MATLAB处理仿真数据,对算法进行验证,仿真结果表明了本文所提出算法的有效性。
梁景芳[10]2010年在《特高压线路超高速保护辅助元件研究》文中认为特高压输电线路一般都较长,且电阻较小,线路阻抗角大,对地电容和相间电容大,故障暂态量大且故障特征明显。同高压系统相比,其故障时直流分量衰减时间常数长,整次、非整次谐波分量含量大。特高压系统故障暂态的这些特点都会影响传统保护的正确动作,且由于特高压线路输送功率大,快速切除故障,维持电力系统的安全稳定运行是一个非常重要的问题。这些因素都推进了利用暂态量的超高速保护原理的提出,而这种超高速保护同时也对启动元件、选相元件等保护的辅助元件提出了更高的要求。本文首先利用集中参数模型对特高压输电线路各种故障状态下的暂态过程进行了理论性推导,从各暂态分量的产生机理出发定性分析了暂态电流的特征及规律。并利用Prony算法对1000kv特高压输电线路故障数据进行了拟合,从中提取出各暂态分量,分析各暂态分量特征,以及系统运行方式、故障条件对各暂态分量的影响规律。并对特高压输电线路故障与220kv高压线路故障所产生的各种暂态分量进行对比分析。然后介绍了一种适用于特高压线路超高速保护的基于小波变换模极大值的启动算法,该算法利用故障信号与噪声信号多尺度小波变换奇异性检测结果的不同,实现故障启动。并通过在特高压示范线路上进行故障仿真,验证了该算法启动元件的正确性。大量的仿真结果表明,该算法启动元件不受故障初始角度、故障类型、故障点过渡电阻以及故障位置等因素的影响,具有较高的灵敏性。最后在分析电流模故障分量特征的基础上,根据不同故障类型下电流模故障分量的能量差异,提出了一种快速的故障选相方法。该方法以各模量电流的能量作为特征量并利用其最小值进行故障选相,其原理清晰,可靠性高,易于实现。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法能快速准确地识别特高压线路上发生的各种类型故障,且不易受到采样频率、故障初始角、过渡电阻、故障位置等因素的影响,具有较好的适应性。
参考文献：
[1]. 超高压输电线路单端暂态电流保护原理的研究[D]. 谭书平. 华北电力大学（河北）. 2006
[2]. 特高压输电线路保护新原理及自适应重合闸技术的研究[D]. 刘浩芳. 华北电力大学（河北）. 2007
[3]. 基于小波熵的超高压输电线路暂态保护的研究[D]. 赵宇龙. 华北电力大学（河北）. 2007
[4]. 基于故障初始角与过渡电阻的线路母线暂态保护方法研究[D]. 郭振威. 湖南大学. 2015
[5]. 超高压输电线路单端暂态电流保护算法的研究[D]. 匡军. 西安理工大学. 2010
[6]. 超高压输电线路暂态电流保护的研究[D]. 胡巨. 华北电力大学（河北）. 2004
[7]. 基于希尔伯特—黄变换的超高压输电线路保护研究[D]. 吴国强. 华北电力大学（河北）. 2008
[8]. 基于暂态高频能量的超高压输电线路保护研究[D]. 李婷. 华北电力大学（河北）. 2006
[9]. 基于改进递归小波的超高压输电线路暂态电流保护算法[D]. 吴姗姗. 西安理工大学. 2008
[10]. 特高压线路超高速保护辅助元件研究[D]. 梁景芳. 山东大学. 2010
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