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Optimizing solution of fault location using single terminal quantities

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Science China(Technological Sciences) 2008年第6期51卷 761-772页

作者： DONG XinZhou shi shenxing CUI Tao LU Qiang State key lab.Of power system Department of Electrical EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084China

This paper firstly evaluated the impedance method and traveling waves method for fault location, and studied the robustness of fault location method based on im-pedance. Then it proposed an assembled fault location method for a transmission line based on single-terminal electrical quantities, in which the fault zone was firstly determined by impedance method with robustness then the accurate fault position was pinpointed by traveling waves method. EMTP (Electromagnetic Transient Pro-gram) simulations showed that the proposed method can overcome the drawbacks of impedance method and traveling waves method when either one is used alone, and improve both the accuracy and the reliability of fault location.

关键词： transmission line accurate fault location traveling waves method impedance method assembled method

Smart Power Substation Development in China

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2016年第4期2卷 1-5页

作者： Xinzhou Dong Delin Wang Manyong Zhao Bin Wang shenxing shi Alexander Apostolov Tsinghua University Beijing 100084China National Electric Power Dispatch and Control Center Beijing 100031China Dispatcher Centre China Southern Power Grid CompanyGuangzhou 510663China Protection Automation&Control WorldLos AngelesCAUSA

Over the past decade,China has undertaken substation intellectualization of more than 2000 substation operations in three *** experience has been achieved during this developmental *** this paper,the status of smart substation development in China is systematically presented,as well as future directions of the smart substation,such as adoption of the hierarchical protection and control system.

关键词： Backup protection optimization data sharing IEC61850 protection and control integration smart power substation wide area protection

实用化的辐射状配电线路单相接地行波保护方案

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中国电机工程学报 2019年第6期39卷 1543-1550页

作者：贾琦董新洲施慎行电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

针对中性点非有效接地系统中的辐射状配电线路,提出一种可以可靠、有选择性地切除单相接地故障的保护方案。该保护方案可以有效区分故障区段,不需要通信通道便能从故障线路两端切除单相接地故障。单相接地故障发生后,继电器首先基于电... 详细信息

针对中性点非有效接地系统中的辐射状配电线路,提出一种可以可靠、有选择性地切除单相接地故障的保护方案。该保护方案可以有效区分故障区段,不需要通信通道便能从故障线路两端切除单相接地故障。单相接地故障发生后,继电器首先基于电压电流初始行波极性比较并结合系统潮流方向判断故障方向,故障电源侧的继电器将基于阶梯型配合的时间延时等待动作,故障负荷侧的继电器将在规定时间段内检测三相工频电气量的变化,当时间延时最短的故障电源侧继电器控制断路器跳闸后,其对端的故障负荷侧继电器将利用感受到的工频电气量的变化来控制断路器跳闸。对一个典型的中性点非有效接地的开环系统的大量EMTP仿真研究表明:该保护能够准确可靠地检测到单相接地故障,并从故障线路两端切除单相接地故障。

关键词：继电保护配电线路中性点非有效接地系统单相接地故障行波小波变换

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配电线路单相接地行波保护的原理与算法

中国电机工程学报 2013年第10期33卷 154-160,6页

作者：董新洲王珺施慎行电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

为识别中性点非有效接地系统单相接地故障,提出了一种配电线路单相接地行波保护方案。它根据线路侧初始电流行波与母线端初始电压行波的极性关系构成故障方向判别元件。为了提高保护的可靠性,同时有效区分单相接地故障和相间故障,利用... 详细信息

为识别中性点非有效接地系统单相接地故障,提出了一种配电线路单相接地行波保护方案。它根据线路侧初始电流行波与母线端初始电压行波的极性关系构成故障方向判别元件。为了提高保护的可靠性,同时有效区分单相接地故障和相间故障,利用工频电流和电压信号构成闭锁判据。讨论了该保护的原理、算法和构成方案并分析了其动作特性。仿真表明,该保护能够很好地解决中性点非有效接地系统单相接地保护问题,具有动作可靠、迅速,构成简单等特点,并且不受中性点接地方式的影响。

关键词：继电保护配电线路中性点非有效接地单相接地保护行波小波变换

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配电线路单相接地行波保护的实现与试验

中国电机工程学报 2013年第13期33卷 172-178页

作者：王珺董新洲施慎行电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

研制具有高可靠性的行波保护装置一直是行波保护实用化面临的难题。针对此,根据单相接地行波保护(traveling-waves based single-phase-to-ground protection,TSPGP)的基本原理和特点,提出了TSPGP的整体设计方案,以及软硬件的具体构成,... 详细信息

研制具有高可靠性的行波保护装置一直是行波保护实用化面临的难题。针对此,根据单相接地行波保护(traveling-waves based single-phase-to-ground protection,TSPGP)的基本原理和特点,提出了TSPGP的整体设计方案,以及软硬件的具体构成,并研制了保护装置,同时对装置进行了大量的试验。试验结果表明:该装置可适用于不同配电网结构,在单相接地故障时能够可靠动作,在相间故障或同母线其他线路故障时可靠不动作。装置通过硬件滤波和软件算法,能够有效避免各种复杂电磁环境干扰和工频干扰,解决了行波保护可靠性低的难题。装置可以满足现场工作要求,并具有较高的灵敏性。

关键词：继电保护配电线路中性点非有效接地单相接地保护实现方案动模测试

Traveling Wave Based Single-Phase-to-Ground Protection Method for Power Distribution System

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2015年第2期1卷 75-82页

作者： Xinzhou Dong Jun Wang shenxing shi Bin Wang Bak Dominik Miles Redfern Tsinghua University Beijing 100084China Electric Power Planning&Engineering Institute Beijing 100120China University of Bath BathUK

Correct detection and identification of single-phase to-ground faults not effectively grounded in distribution systems is a major challenge for protection *** paper proposes a novel traveling wave based protection method to solve this *** proposed method compares the polarities of current and voltage traveling waves measured immediately after the fault inception to determine the fault *** tripping is avoided by using the power frequency voltages detected on the busbar to inhibit *** power frequency voltages ensure that the system does not mal-operate due to noise and also provide discrimination for phase-to-phase and three-phase *** wavelet transform and modulus maxima theories are used to extract the polarity of traveling waves measured at the relaying *** simulation studies demonstrate correct operation of protection,which is independent of fault distance,fault inception angle,fault path resistance,and the method used for neutral grounding.

关键词： Distribution systems relay protection singlephase-to-ground fault traveling wave wavelet transform

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配网单相接地故障区段精准保护

电工电能新技术 2024年第12期43卷 21-29页

作者：史京辑施慎行东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京100084

我国中压配电网以小电流接地系统为主,以单相接地故障最为常见。现有配电网单相接地保护技术面临区段精准判断难、干扰下可靠性不足、高阻接地下灵敏度低的挑战。本文提出了仅利用就地信息的配电网单相接地故障区段精准保护方案,基于故... 详细信息

我国中压配电网以小电流接地系统为主,以单相接地故障最为常见。现有配电网单相接地保护技术面临区段精准判断难、干扰下可靠性不足、高阻接地下灵敏度低的挑战。本文提出了仅利用就地信息的配电网单相接地故障区段精准保护方案,基于故障前后相电流变化特征实现故障电源侧保护启动,结合电压与零序电流变化量特征,电源侧保护延时选择性动作;接地区段负荷侧保护按照对端保护延时,结合对端开关动作引起的三相失压动作本侧开关,实现接地故障区段精准就地隔离。仿真结果表明,所提方案无需通信,能满足互感器误反接、高阻接地等实际应用的需要,有望应用于实际。

关键词：配电网单相接地故障故障区段隔离

基于单相电流行波的配电线路单相接地故障选线方法

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中国电机工程学报 2014年第34期34卷 6216-6227页

作者：姜博董新洲施慎行电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

为解决现有单相电流行波选线方法有效时间窗短、存在死区,且受到现场电流互感器(current transformer,CT)配置方式的制约等问题,提出一种利用故障暂态单相电流和母线三相电压构造方向行波并进行故障方向识别的配电线路接地选线新方法。... 详细信息

为解决现有单相电流行波选线方法有效时间窗短、存在死区,且受到现场电流互感器(current transformer,CT)配置方式的制约等问题,提出一种利用故障暂态单相电流和母线三相电压构造方向行波并进行故障方向识别的配电线路接地选线新方法。该方法选取一定数据窗内各线路单相电流和母线三相电压,利用单相电流与模量电压的线性组合,构造模量上的特征方向行波(characteristic directional traveling wave,CDTW)。通过二进小波变换求取CDTW在特定频带内的分解系数,进而计算出特征正、反向行波积分关系实现接地选线。数学证明与仿真结果表明,所提方法选线可靠性高,在故障全过程均有效,特征方向行波定义合理,且不受中性点接地方式等因素的影响。

关键词：故障选线配电线路中性点非有效接地单相接地故障特征方向行波零模线模

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配电网单相接地故障选线典型方法实验研究

电力自动化设备 2015年第11期35卷 67-74页

作者：姜博董新洲施慎行清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

为验证小电流接地配电系统中各种单相接地故障选线方法的性能,利用暂态行波保护测试仪、宽频功率放大器和自行开发的小电流接地选线装置搭建了测试平台,模拟了不同故障条件和线路结构下的故障,对几种典型的选线方法进行了测试实验,并给... 详细信息

为验证小电流接地配电系统中各种单相接地故障选线方法的性能,利用暂态行波保护测试仪、宽频功率放大器和自行开发的小电流接地选线装置搭建了测试平台,模拟了不同故障条件和线路结构下的故障,对几种典型的选线方法进行了测试实验,并给出了不同选线方法的有效域。结果表明,所搭建的测试平台能够有效进行选线方法实验;行波选线法优势明显,但在分支线路故障或较小故障初相角条件下可靠性降低;暂态信号选线法在较大过渡电阻或较小故障初相角条件下可靠性降低。行波选线法和暂态信号选线法结合可提高选线可靠性。

关键词：故障选线配电中性点非有效接地单相接地故障行波暂态实验