行波保护

摘要： 行波保护作为特高压直流输电系统线路的主保护,其动作的准确性直接关系到直流输电系统的安全稳定运行。行波保护各判据中故障特征量的生成均基于直流分压器的测量值。然而,直流分压器难以准确地传递各频段下的信号,这将导致行波保护的可靠性下降。首先,基于直流分压器等效电路模型推导直流分压器传递函数,分析直流分压器对时域信号及频域信号的传变特性。其次,结合行波保护的判据和逻辑,研究直流分压器传变特性对行波保护性能的影响。然后,将直流分压器传变特性作为影响行波保护定值整定的因素纳入整定流程,提出一种计及直流分压器传变特性的行波保护定值整定方法。最后,参照实际工程参数搭建仿真模型,对所提方法的有效性及可靠性进行验证。结果表明,所提方法能有效提高行波保护整定的可靠性。

摘要： 我国能源与负荷呈逆向分布的特点,西部资源发达,东部负荷集中,大规模西电东送是解决这一问题的有效方法。目前,我国已经建成和在建多条超、特高压输电线路,并逐渐形成超、特高压大电网的格局,而高性能的继电保护可以保证输电线路在发生故障后被正确切除,使其他正常线路不受影响,是超、特高压输电线路稳定运行的重要支撑。随着电压等级不断提升、输电容量不断增大,对超、特高压交流输电线路继电保护的性能提出了更高的要求。使用新型硬件、优化软件算法设计一套基于工频量的高可靠性后备保护,与行波保护进行完美配合,在任何条件下都能有效判断出故障,并对系统振荡能够有效识别,对行波保护进行补充和后备、加速行波保护作为主保护投运于实际线路具有重大意义。本文将提出高可靠性的评价指标,并提出一套完备的行波、工频保护配合方案。

摘要： 为探究现有直流输电线路行波保护对白鹤滩-江苏特高压混合直流输电系统(简称:白江混合系统)的适应性,根据白江混合系统直流线路故障附加网络推导直流线路区内外故障时线路两端故障行波的边界传播特性。分析发现,直流线路正向区外故障后边界传播特性与传统直流系统存在差异。进一步分析行波保护判据的变化情况,表明行波保护判据主要受整流侧反射系数和逆变侧折射系数的影响。将白江混合系统与传统直流输电系统进行对比,发现当直流输电线路正向区外发生短路故障后,白江混合系统电压变化量、电压变化率、极波变化量和极波变化率比传统直流系统变化更大,导致行波保护误动风险增大。最后,基于PSCAD搭建白江混合系统仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性。

摘要： 针对传统交流系统保护难以适用于目前的多端高压直流输电线路问题,提出直流断路器结合暂态行波的多端高压直流输电线路直流故障保护算法.首先,通过小波变化提取故障时刻高频暂态电压分量,并基于区内、区外故障小波能量值的故障识别方法,提出设计含混合式直流断路器多次重合闸判定方法的直流故障保护算法.最后,在MATLAB/Simulink仿真软件上搭建四端高压直流输电线路模型.仿真试验验证了保护算法的可行性,以及在故障识别成功率和过渡电阻耐受能力方面的优势,对于直流输电线路故障快速判定具有重要的理论指导和实际意义.

摘要： 研究了串联多端直流系统保护原理.分析了传统双端高压直流系统和串联多端直流系统在继电保护视角的异同.研究了传统直流保护在串联多端直流系统中遇到的问题.为了给串联多端直流系统提供超高速、高可靠性、高灵敏度的主备保护方案,本文提出了在轻微修改平波电抗器结构和直流滤波器安装方式基础上的基于行波变化率的行波保护方案,该方案可以用作串联多端直流网络中输电线路的主保护.PSCAD模型仿真验证了所提方案的有效性.

摘要： 三端混合直流输电系统区别于两端直流系统,由于两段参数各异的线路通过汇流母线连接换流站,因此当故障行波经过汇流母线时将产生复杂的折反射而出现畸变,而现有的两端直流系统行波解析方法因未计及该特性而不适用.文中计及汇流母线的行波特性,搭建了三端混合直流输电系统的行波解析等值模型;在此基础上推导出故障初始行波、线路传播衰减与畸变系数以及汇流母线和换流站的行波折射系数的复域表达式,从而构建各换流站测点故障行波的复域模型.提出了三端混合直流输电系统的复域与时域、模量与极线量的行波解析计算方法.然后,基于所提方法对三端混合直流线路的行波保护进行定值整定计算与灵敏度分析.最后,采用PSCAD构建三端混合直流系统的电磁暂态仿真模型,通过大量电磁暂态仿真验证了所提方法的正确性与高计算效率.

摘要： 中国的能源基地和负荷中心呈现逆向分布,负荷需求不断增加,能源输送问题成为关系国计民生的关键问题.特高压输电是解决中国能源输送问题的一种有效方案,因此研究特高压半波长交流输电具有重大意义.行波保护对于长线路、远距离输电具有其得天独厚的优势,根据半波长交流输电线路上的行波传播特征,提出适用于半波长交流输电线路的行波保护判据.针对半波长交流输电线路全线的保护,基于小波变换理论,选择3阶B样条函数构成小波函数的二进小波并作为主要小波方法,同时利用Mallat塔式分解算法构成保护的算法主体.在分析半波长交流输电线路模量频带空间特性以及小波函数系数序列幅频特性的基础上,确定保护的采样频率、小波变换尺度以及目标频带,并提出适用于半波长交流输电线路的纵联行波保护策略.利用PSCAD/EMTDC和MATLAB进行仿真和编程,由此得到的仿真结果验证了所提保护方案能够在各种故障类型以及故障条件下保护半波长交流输电线路全长和实现较为准确的故障测距,且具有良好的抗过渡电阻的能力.

摘要： 简单、可靠的雷击识别方法对于提高行波保护可靠性具有重要意义.雷电能量同时在避雷线、杆塔和传输线传播,但不同的雷击干扰下各通道泄放能量存在很大差异,导致零模和线模网络释放的能量差别明显.故障性雷击不仅有雷击干扰的特征,且伴随雷电能量释放通道的突然改变,造成零模和线模能量的突然变化.因此,本文在分析地模、线模能量的基础上,构造了幅值、幅值比和变化率判据,不仅能准确判别雷击干扰与雷击故障,还能准确判断具体类型,且具有一定的线路故障识别能力.大量仿真计算表明,本文提出的雷击识别方案准确、有效.

摘要： 高压直流输电以其传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点，在远距离、大功率输电中占有越来越重要的地位。随着高压直流输电技术发展，保证直流输电线路的安全稳定运行成为一个急待解决的直流输电技术问题，因此高压直流输电系统直流输电线路保护越来越成为研究的热点，其中对作为主保护的行波保护的研究更是非常深入。为了验证行波保护的有效性和实时性，从行波的数学概念入手，首先建立起均匀传输线的数学模型，通过拉普拉斯变换在复频域内求解传输线上电压电流值，得到电压电流行波表达式和波形图。在此基础上讨论了高压直流输电单极系统直流输电线路发生接地故障的暂态行波过程，对行波保护进行了理论分析。最后用PSCAD/EMTDC 建立起高压直流输电单极系统模型，根据行波保护的判据结合仿真波形验证了行波保护的有效性和实时性，并对比分析了不同故障点和不同接地电阻对行波判据的影响。同时验证了行波保护对高阻接地故障灵敏性低，有待改进。

摘要： 控制保护系统是保证高压直流输电系统安全稳定运行的核心设备.文章提出了一种基于Hilbert-huang变换的直流输电行波保护方案,该保护能利用EMD分解更准确地提取故障行波特征,然后通过求行波信号高频IMF分量的瞬时频谱分析提取故障特征、形成故障判据.该保护原理不但具有传统行波保护的所有优点,还具有一定抗干扰性能,同时可以用于准确捕捉直流输电线路故障时的行波头到达时间,对于直流输电故障定位具有一定实用价值.实际故障录波及仿真验证表明,保护可以保证区内高阻接地正确动作,且在逆变侧交流短路故障或换相失败时不误动.

摘要： 本文根据行波的特性,对±800kV云广特高压直流输电工程的线路区内故障与区外故障的暂态特征进行理论研究,揭示了行波保护的灵敏性取决于其采样频率,并推导出两者之间的定量关系,为行波保护在满足灵敏度要求的前提下采样频率的选取以及进一步的阀值整定提供理论基础。通过PSCAD/EMTDC的仿真,验证了结论的正确性。

摘要： 分析了阻波器对输电线路故障初始行波波头的影响,利用区内外故障初始行波波头信号的瞬时频率差异进行无通道行波保护。对初始电压行波进行希尔伯特变换(HHT变换)得到时-频图,提取初始电压行波波头瞬时频率,利用行波波头瞬时频率和阻波器截止频率的大小关系来区分内外部故障。仿真结果表明,该方法动作快,不易受故障类型、故障角度和故障接地电阻的影响,不存在保护死区,而且能区分开关操作,是一种简单有效的超高压线路保护方法。

摘要： 高压直流输电线路的行波保护存在对装置采样率要求高及耐受过渡电阻能力差等问题.作为后备保护的纵联电流差动保护,为了防止线路分布电容等问题导致的误动,失去了速动性的优点,动作时间较长.利用HVDC线路发生区内外故障时,两端保护装置检测的电压和电流突变量的极性差异,提出基于Hilbert-Huang变换的突变量方向纵联保护方法.在分析不同故障时电压和电流突变量相位差别的基础上,采用Hilbert-Huang变换求取突变量相位差,识别两者的极性差异,进而判断故障发生的方向.基于PSCAD/EMTDC搭建了高压直流输电仿真模型,仿真结果表明,所提方法在各种故障情况下都能够实现保护的快速识别,可靠性高,且受过渡电阻的影响较小.

摘要： 以南方电网高肇直流输电工程的EMTDC模型为基础，对直流线路故障进行了仿真分析，分析故障后线路保护中各种判据所依赖的电气量的变化规律以及相关保护的动作特性。通过设置不同故障位置，包括整流侧，线路中点和逆变侧故障，以及不同过渡电阻对线路保护的动作情况，特别是行波保护和低压保护进行仿真研究。结果显示，故障位置对电气量的影响不大，而过渡电阻对保护影响则比较大，过渡电阻接近100Ω时均可能导致行波低压保护的拒动。

摘要： 雷电故障的正确识别对线路的防雷保护具有重要的意义。在现有的行波装置的基础上，本文提出了基于HHT变换的识别雷电故障和短路故障的新方法。本文对行波信号进行HHT变换，得到了HHT能量谱，通过行波信号高低频的能量比来区分雷电故障和普通短路故障。HHT与小波变换比较，不存在变换参数的选取难题，变换结果具有唯一性。访真结果表明，该方法能够准确识别雷电故障和普通短路故障，提高了识别的准确性。

摘要： 雷电故障的正确识别对线路的防雷保护具有重要的意义。在现有的行波装置的基础上，本文提出了基于HHT变换的识别雷电故障和短路故障的新方法。本文对行波信号进行HHT变换，得到了HHT能量谱，通过行波信号高低频的能量比来区分雷电故障和普通短路故障。HHT与小波变换比较，不存在变换参数的选取难题，变换结果具有唯一性。访真结果表明，该方法能够准确识别雷电故障和普通短路故障，提高了识别的准确性。

摘要： 雷电故障的正确识别对线路的防雷保护具有重要的意义。在现有的行波装置的基础上，本文提出了基于HHT变换的识别雷电故障和短路故障的新方法。本文对行波信号进行HHT变换，得到了HHT能量谱，通过行波信号高低频的能量比来区分雷电故障和普通短路故障。HHT与小波变换比较，不存在变换参数的选取难题，变换结果具有唯一性。访真结果表明，该方法能够准确识别雷电故障和普通短路故障，提高了识别的准确性。

摘要： 本发明公开了一种行波距离保护中识别第二个行波的方法及装置，所述方法首先将故障电压和电流分量经过相模转换，再从转换得到的模域的分量中提取出初始行波和第二行波的0模极性和三个分别以A相、B相和C相位基准的1模极性，最后将初始行波的0模极性和三个1模极性的极性关系对应的与第二行波的0模极性和三个1模极性的极性关系比较，如果三组比较关系中至少有两组关系相同，则第二行波为故障点反射波，否则为对端母线反射波。本发明实施例公开的方法和装置，能够有效识别行波距离保护中的第二行波，从而判断出正确的故障点反射波，保证故障点测距结果的准确性。

摘要： 本发明公开了一种线路保护行波测距一体化装置及其行波信息站间通信方法。该方法基于输电线路保护装置已有的站间通信模块和站间通信通道，保护DSP模块和行波DSP模块均通过站间通信通道实现与对端的信息交互。行波通信模块利用保护通信数据帧的备用字段传输行波信息。一个完整的行波信息根据备用字段的长度分成多帧进行发送，行波通信接收模块可根据行波帧帧头中的帧序号和总帧数将多帧内容拼接成一个完整的行波信息。采用本发明的方法，虽然保护通信和行波通信共享通信链路，但行波通信不会影响保护通信的带宽和可靠性。采用本发明的方法后，无需为行波测距功能额外配置专门的专用通道或网络通信通道，可减少通信成本和维护管理成本，有利于简化工程调试。

摘要： 本发明公开了一种行波距离保护中识别第二个行波的方法及装置，所述方法首先将故障电压和电流分量经过相模转换，再从转换得到的模域的分量中提取出初始行波和第二行波的0模极性和三个分别以A相、B相和C相位基准的1模极性，最后将初始行波的0模极性和三个1模极性的极性关系对应的与第二行波的0模极性和三个1模极性的极性关系比较，如果三组比较关系中至少有两组关系相同，则第二行波为故障点反射波，否则为对端母线反射波。本发明实施例公开的方法和装置，能够有效识别行波距离保护中的第二行波，从而判断出正确的故障点反射波，保证故障点测距结果的准确性。

摘要： 本发明公开了一种基于行波波形距离的高压输电线路行波保护方法及系统，包括：以被保护线路两端为测量点，获取各测量点的三相电压与电流瞬时值；依据获取的电压与电流瞬时值，计算出各相电压与电流的暂态值；通过相模变换把计算所得的三相电压与电流暂态值进行解耦，取得电压、电流的模分量值，进而计算出各测量点的正向行波与反向行波；利用通信设备，获取对侧测量点的行波信息，计算本侧正向行波波形与对侧反向行波波形之间的距离，判断故障点是否位于保护线路内部，若是则执行跳闸保护；否则，无需跳闸。本发明行波保护具有更快的反应速度，而且不受系统振荡、分布电容和电流互感器饱和因素的影响。

摘要： 本发明公开了一种考虑行波波速特性的输电线路行波保护方法，该方法在线路发生故障后，在电网中各个母线节点处采集暂态电流行波信号，计算得到各母线节点处零模行波和线模行波的首波波头到达的模量时间差；将模量时间差最小的母线节点作为关键母线节点；根据关键母线节点确认故障区域，计算故障区域中每条线路的平均模量穿越时间差，将平均模量穿越时间差最小的线路确认为故障线路，并对故障线路执行线路保护动作。本发明不需要线路两端同步，不受系统负荷、故障初相角、过渡电阻等因素的影响，可靠性高、精度高、动作速度快，具有较高经济性和较强实用价值。

摘要： 本发明为输电线路数字式行波保护方法及其继电器与保护系统，属于电力系统领域，包括数字式行波继电器和高频载波通信两个部分。其中：数字式行波继电器包括相应的硬件电路和固化在其中的行波方向继电器原理、保护动作原理和小波变换算法；高频载波通信包括高频收发讯机和高频载波通道-输电线路。本发明通过比较输电线路两端行波方向继电器动作结果来判别故障是否发生在该条线路上，进而做出继电保护是否动作跳闸的决定。所提出的保护具有快速动作性能，方向继电器动作时间小于5毫秒，保护动作时间小于15毫秒，而且与过渡电阻无关、与电流互感器饱和情况无关、不受电力系统振荡影响。

摘要： 本发明公开了一种适用于行波保护的宽频带光学电压传感器，包括：电容分压器，光学传感器模块和光电转换模块，其中光学传感模块并联于电容分压器的中压电容两端，为无源传感，无需供能，将一次侧的电压高低转换为光的偏转角度大小，并输出至光电转换模块，光电转换模块将光信号转换为模拟电信号并升压后输送给行波保护装置，本发明还公开了一种行波保护系统，包括光学电压传感器和行波保护装置，行波保护装置接收电信号，实现保护功能。本发明能够实现把电容分压器分压得到的电压量经光学传感模块不失真地输出到光电转换模块中，完成宽频带电压信号的不失真传变，且将电压以模拟量的形式输送给行波保护装置，实现基于电压信号的行波保护。

摘要： 本发明公开了一种基于行波波形距离的高压输电线路行波保护方法及系统，包括：以被保护线路两端为测量点，获取各测量点的三相电压与电流瞬时值；依据获取的电压与电流瞬时值，计算出各相电压与电流的暂态值；通过相模变换把计算所得的三相电压与电流暂态值进行解耦，取得电压、电流的模分量值，进而计算出各测量点的正向行波与反向行波；利用通信设备，获取对侧测量点的行波信息，计算本侧正向行波波形与对侧反向行波波形之间的距离，判断故障点是否位于保护线路内部，若是则执行跳闸保护；否则，无需跳闸。本发明行波保护具有更快的反应速度，而且不受系统振荡、分布电容和电流互感器饱和因素的影响。

摘要： 本发明公开了一种考虑行波波速特性的输电线路行波保护方法，该方法在线路发生故障后，在电网中各个母线节点处采集暂态电流行波信号，计算得到各母线节点处零模行波和线模行波的首波波头到达的模量时间差；将模量时间差最小的母线节点作为关键母线节点；根据关键母线节点确认故障区域，计算故障区域中每条线路的平均模量穿越时间差，将平均模量穿越时间差最小的线路确认为故障线路，并对故障线路执行线路保护动作。本发明不需要线路两端同步，不受系统负荷、故障初相角、过渡电阻等因素的影响，可靠性高、精度高、动作速度快，具有较高经济性和较强实用价值。

摘要： 本发明为输电线路数字式行波保护方法及其继电器与保护系统,属于电力系统领域,包括数字式行波继电器和高频载波通信两个部分。其中:数字式行波继电器包括相应的硬件电路和固化在其中的行波方向继电器原理、保护动作原理和小波变换算法;高频载波通信包括高频收发讯机和高频载波通道—输电线路。本发明通过比较输电线路两端行波方向继电器动作结果来判别故障是否发生在该条线路上,进而做出继电保护是否动作跳闸的决定。所提出的保护具有快速动作性能,方向继电器动作时间小于5毫秒,保护动作时间小于15毫秒,而且与过渡电阻无关、与电流互感器饱和情况无关、不受电力系统振荡影响。