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一种识别输电线路单相接地故障下第二个反向行波的方法

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中国电机工程学报 2016年第8期36卷 2151-2158页

作者：雷傲宇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

识别第2个反向行波来自于故障点反射波还是对端母线反射波是单端行波测距和行波测距式距离保护的关键。基于输电线路单相接地故障的交叉透射现象,提出一种不受线路两侧母线结构影响的识别第2个反向行波的新方法。首先利用初始行波与第2... 详细信息

识别第2个反向行波来自于故障点反射波还是对端母线反射波是单端行波测距和行波测距式距离保护的关键。基于输电线路单相接地故障的交叉透射现象,提出一种不受线路两侧母线结构影响的识别第2个反向行波的新方法。首先利用初始行波与第2个反向行波进行初步测距,判定故障区域;然后根据故障区域确定第2个反向行波的特征波对;最后根据第2个反向行波与其特征波对的极性关系判断第2个反向行波的来源,若第2个反向行波与特征波对的极性相同,则为来自故障点的反射波;若极性相反,则为来自对端母线的反射波。大量EMTP仿真验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：行波单相接地故障交叉透射单端测距测距式距离保护

特高压交流长线路零序电抗继电器动作特性分析及改进

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电工技术学报 2008年第12期23卷 60-64页

作者：王宾董新洲薄志谦 Andrew Klimek 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 阿海珐输配电有限公司英国斯塔福德郡ST17 4LX

特高压交流长线路上,测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系,因此接地阻抗继电器的动作特性受过渡电阻的影响严重,无法直接使用。传统高压、超高压线路普遍采用零序电抗继电器来提高抗过渡电阻能力,本文评估了零序电抗继电器在特高压线... 详细信息

特高压交流长线路上,测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系,因此接地阻抗继电器的动作特性受过渡电阻的影响严重,无法直接使用。传统高压、超高压线路普遍采用零序电抗继电器来提高抗过渡电阻能力,本文评估了零序电抗继电器在特高压线路上的适用性;针对存在的保护动作区缩小、灵敏度降低的问题,采用负序电流作为极化量,并考虑了负荷电流的影响,提出了一种适用于特高压交流长线路的负序电抗继电器,仿真结果表明该继电器具有保护区稳定、灵敏度高的优点。

关键词：特高压分布电容零序电抗继电器负序电抗继电器

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特高压长线路单端阻抗法单相接地故障测距

电力系统自动化 2008年第14期32卷 25-29页

作者：王宾董新洲薄志谦 Andrew KLIMEK 清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京市100084 阿海珐输配电有限公司英国斯塔福德郡ST174LX

特高压长线路分布电容大,故障后波过程明显,基于集中参数模型的单端阻抗法故障测距无法适用。针对该问题,采用分布参数建模,经分析证明观测点处的负序电流可以很好地模拟故障支路负序电流(故障点电压)的相位信息。基于此,提出了一种新... 详细信息

特高压长线路分布电容大,故障后波过程明显,基于集中参数模型的单端阻抗法故障测距无法适用。针对该问题,采用分布参数建模,经分析证明观测点处的负序电流可以很好地模拟故障支路负序电流(故障点电压)的相位信息。基于此,提出了一种新的阻抗法故障测距方法。该方法在故障点电压瞬时值过零点时刻计算测量阻抗,理论上不受过渡电阻的影响;基于分布参数模型,不受分布电容电流的影响。理论分析和仿真结果表明:所提出的算法具有较高的测距精度,能够满足现场应用的要求。

关键词：特高压故障测距分布参数阻抗法

中性点有效接地配电网高阻接地故障特征分析及检测

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电力系统自动化 2013年第16期37卷 85-91页

作者：耿建昭王宾董新洲 Bak DOMINIK 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 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北京市100084 浙江清华长三角研究院浙江省嘉兴市314006

中性点经小电阻等有效接地方式能有效地克服配电系统单相接地故障暂态过电压超标及故障选线不灵敏等问题,逐渐在城市配电网、大型厂矿企业电网中得到了推广应用;但这种运行方式仍然存在弧光接地等高阻接地故障正确动作率较低的问题。针... 详细信息

中性点经小电阻等有效接地方式能有效地克服配电系统单相接地故障暂态过电压超标及故障选线不灵敏等问题,逐渐在城市配电网、大型厂矿企业电网中得到了推广应用;但这种运行方式仍然存在弧光接地等高阻接地故障正确动作率较低的问题。针对该问题,文中分析了高阻接地故障的特征,给出并验证了适用于配电网高阻故障检测的故障点电弧模型。针对现有方法中主要利用频域特征来检测高阻接地故障导致成功率低的缺点,提出了一种基于零序电流波形畸变凹凸性的高阻接地故障检测方法,仿真实验与现场试验数据验证了该算法的灵敏性和可靠性。

关键词：配电系统高阻接地故障弧光接地凹凸性

利用故障电流首行波拟合的柔性直流输电线路单端行波保护原理

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中国电机工程学报 2021年第8期41卷 2651-2660页

作者：张晨浩宋国兵董新洲西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 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

基于电气量导数的行波保护方法在输电线路发生高阻故障时存在拒动问题。该文首先分析直流输电线路故障首行波特征,分别推导直流输电线路发生区内、外故障时保护安装处的故障首行波表达式。之后分析故障首行波表达式中各部分的物理意义,... 详细信息

基于电气量导数的行波保护方法在输电线路发生高阻故障时存在拒动问题。该文首先分析直流输电线路故障首行波特征,分别推导直流输电线路发生区内、外故障时保护安装处的故障首行波表达式。之后分析故障首行波表达式中各部分的物理意义,利用拟合的方法提取出故障首行波中反映故障位置而不受过渡电阻影响的指数系数。在此基础上,提出利用故障电流首行波拟合的柔直线路单端行波保护原理。仿真结果表明,拟合出的指数系数能够有效反映故障位置,所提出的保护方法能在1 ms内完成故障判别,并且具有高耐过渡电阻能力。同时分析验证了不同采样频率及噪声对保护方法的影响,结果表明所提出的保护方法对采样频率的变化和噪声影响具有高鲁棒性。

关键词：直流输电线路故障首行波表达式故障位置信息提取故障电流首行波拟合单端行波保护

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一种应对高阻故障的单端自适应行波保护方法

中国电机工程学报 2020年第11期40卷 3548-3556页

传统的基于电气量导数的行波保护方法存在输电线路发生高阻故障时的拒动问题。该文在故障行波影响因素分析的基础上,得到故障行波畸变程度和故障距离有关,故障行波幅值和过渡电阻有关的结论。构造标准拟合函数对故障零模电流进行拟合,... 详细信息

传统的基于电气量导数的行波保护方法存在输电线路发生高阻故障时的拒动问题。该文在故障行波影响因素分析的基础上,得到故障行波畸变程度和故障距离有关,故障行波幅值和过渡电阻有关的结论。构造标准拟合函数对故障零模电流进行拟合,得到分别反映故障距离和过渡电阻的参数。利用该参数进行故障信息提取,得到了过渡电阻预估区间,实现自适应的单端行波保护方法。仿真验证表明,所提方法能快速有效地保护直流输电线路,具有很高的耐过渡电阻能力。与传统的行波保护和直流暂态量保护方法相比,该方法具有更高的灵敏度和更大的直流输电线路保护范围。

关键词：电流拟合故障信息提取预估区间单端行波保护自适应

新型输电线路单端电气量组合故障测距方法及其试验研究

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电力自动化设备 2014年第4期34卷 37-42页

作者：许飞董新洲王宾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

针对原有的组合测距方法中阻抗法测距精度较低、划定故障范围较大而导致可能出现精确行波测距失败的问题,提出采用基于分布参数模型的阻抗法配合行波法构成新型单端组合测距算法,进而在高精度故障录波与测距系统硬件平台上实现了所提出... 详细信息

针对原有的组合测距方法中阻抗法测距精度较低、划定故障范围较大而导致可能出现精确行波测距失败的问题,提出采用基于分布参数模型的阻抗法配合行波法构成新型单端组合测距算法,进而在高精度故障录波与测距系统硬件平台上实现了所提出的方法,并用RTDS和暂态行波保护测试仪对该方法进行了系统的测试检验。测试结果表明,所提故障测距方法在测距精度、测距稳定性和鲁棒性等方面都有了提高。最后分析了所提方法产生误差的原因。

关键词：输电线路故障测距行波暂态行波保护高精度故障录波与测距装置

基于低压柔直的末端电网能源互联与能量微循环系统

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电力系统自动化 2023年第6期47卷 40-47页

作者：刘海涛董新洲熊雄徐旖旎清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 国网上海能源互联网研究院有限公司上海市201210

“双碳”目标下大规模分布式光伏和电动汽车充电桩等零碳、低碳要素接入低压配电网,对末端电网可靠、稳定、经济运行提出了挑战。文中基于低压直流技术实现配电变压器台区间柔性互联与功率灵活互济,构建末端电网在新型电力系统下的新形... 详细信息

“双碳”目标下大规模分布式光伏和电动汽车充电桩等零碳、低碳要素接入低压配电网,对末端电网可靠、稳定、经济运行提出了挑战。文中基于低压直流技术实现配电变压器台区间柔性互联与功率灵活互济,构建末端电网在新型电力系统下的新形态,通过能量微循环解决当前末端电网的一系列问题。首先,对低压柔性直流互联的一次拓扑结构、二次组网方式进行了介绍,以满足不同低压配电网资源禀赋情况与差异化需求。然后,对末端能源微循环的若干功能形态进行阐述,以实现不同台区间均载、故障快速转供的运行目标。最后,对中国目前开展的工程情况进行了总结,并详细介绍了中国首套低压柔性互联与能量微循环工程,工程运行情况验证了该系统可有效提升末端电网运行的可靠性与经济性。

关键词：配电网低压直流配变台区柔性互联能量微循环

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输电线路行波保护的现状与展望

电力系统自动化 2000年第10期24卷 56-61页

作者：董新洲葛耀中贺家李郭效军薄志谦清华大学电机系北京100084 西安交通大学电力系西安710049 天津大学电力系天津300072 南京电力自动化设备总厂南京210003 阿尔司通保护和控制公司

回顾了行波保护的历史并综述了国内外研究现状 ,讨论了早期行波保护所存在的问题和原因。针对这些问题提出了相应的解决措施 ,包括利用小波变换分析行波的故障特征 ,研究行波保护新原理 ,把光互感器、DSP技术应用于行波保护系统等。

关键词：输民线路行波保护小波变换继电保护电力系统