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电力系统及其自动化学报 2007年第4期19卷 28-31,99页

作者：夏明超吴俊勇吴振升桂俊峰北京交通大学电气工程学院北京100044

研究了利用高压输电线路两端暂态电压信号实现保护的方法。分析了区内和区外故障时线路两端高频暂态电压信号的差异,推导出暂态电压含量比和暂态电压奇异度比。利用信号的小波变换结果计算出以上比值,并由此构造出了双端暂态电压保护判... 详细信息

研究了利用高压输电线路两端暂态电压信号实现保护的方法。分析了区内和区外故障时线路两端高频暂态电压信号的差异,推导出暂态电压含量比和暂态电压奇异度比。利用信号的小波变换结果计算出以上比值,并由此构造出了双端暂态电压保护判据,同时给出保护定值的设定原则。利用不同位置和类型故障的仿真对算法进行了验证,算法判别准确可靠,选择性好。

关键词：暂态保护小波变换双端保护电磁暂态分析程序

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基于瞬时电流和功率相平面的柔性直流电网线路保护研究

基于瞬时电流和功率相平面的柔性直流电网线路保护研究

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作者：倪静怡重庆大学

学位级别：硕士

直流输电是解决我国能源和环境问题、优化全国范围资源配置的关键技术手段,基于模块化多电平换流器的柔性直流输电占据了未来电力系统发展的重要地位。随着电压等级和传输容量的提高,柔性直流电网朝着多端化方向发展,直流线路保护对于... 详细信息

直流输电是解决我国能源和环境问题、优化全国范围资源配置的关键技术手段,基于模块化多电平换流器的柔性直流输电占据了未来电力系统发展的重要地位。随着电压等级和传输容量的提高,柔性直流电网朝着多端化方向发展,直流线路保护对于直流电网的安全稳定运行具有重要意义,但同时也是实际应用中面临的难题之一。采用架空输电线路的柔性直流电网故障率高,固有的低阻尼特性使直流短路故障发展迅速,多端出力的叠加加剧了故障对系统及内部元器件的危害,对保护提出更高要求。由此,为改进完善现有线路保护方法的不足与缺陷,本文从暂态特征分析及线路保护研究等方面开展工作,论文主要研究内容如下:(1)建立了单极接地和双极短路故障下的换流站等效电路模型,研究故障暂态特征。分析模块化多电平换流器的拓扑结构、主接线和接地方式及其工作原理,针对对称双极接线方式下的柔性直流电网线路故障暂态特征进行分析,运用相关电路理论,建立不同故障情况下的电容放电、电感续流及交流馈入三个暂态发展阶段的单端故障等效电路模型,并对故障电流及电压进行定性分析和定量计算。从中发掘适用于保护的故障暂态特征量,为设置保护判据奠定理论基础。(2)提出了一种基于故障电流模量幅值相平面的含T接线路的直流电网单端保护方法。首先推导含T接线路直流电网区内外故障等效电路,列写故障电流微分方程,再通过极模变换公式,获得故障电流的地模和线模分量。然后对不同故障类型的保护动作原则及阈值进行整定,利用故障电流地模和线模分量构造模量相平面,实现故障区域识别与故障选极。同时通过构造阈值缩比因子对区内故障阈值进行自适应整定,实现模量相平面边界的动态调整,以增大对末端高阻故障检测的灵敏度。该保护方法在满足可靠性与快速性的前提下,保护范围接近线路全长,且具有较好的耐受过渡电阻能力,同时可有效规避系统扰动的影响。(3)提出了一种基于故障分量瞬时功率相平面的直流电网线路双端保护方法。首先建立多端柔性直流电网模型,利用回路分析法推导短路故障电流和电压,计算故障分量瞬时功率。然后分析不同故障类型下正负极故障分量瞬时功率的和差特征,分别利用功率差与功率和构造相平面,实现故障区域识别与故障选极。同时通过引入低电压判据,对故障分量瞬时功率重新进行计算,消除线路出口处存在保护死区的问题。该保护方法具有良好的选择性,能够保护线路全长,且具有较好的耐受过渡电阻能力。

关键词：柔性直流电网故障分析单端保护双端保护模量相平面

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特高压直流输电线路保护方法的研究

特高压直流输电线路保护方法的研究

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作者：彭涛湖南大学

学位级别：硕士

随着特高压直流输电技术的飞速发展及日益成熟,特高压直流输电以其显著的经济效益和社会效益逐渐成为解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的重要手段,但同时系统对特高压直流输电的安全性和可靠性的要求也越来越严格,因此需要进... 详细信息

随着特高压直流输电技术的飞速发展及日益成熟,特高压直流输电以其显著的经济效益和社会效益逐渐成为解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的重要手段,但同时系统对特高压直流输电的安全性和可靠性的要求也越来越严格,因此需要进一步分析其故障特性并完善其保护方案。本文围绕特高压直流输电线路的故障特征和保护方法开展研究。首先,分析了特高压直流输电系统结构及运行原理,根据云广直流输电的真实参数,在电磁仿真软件PSCAD/EMTDC上搭建双12脉波的双极云广直流输电系统仿真模型,并在此模型上对输电线路典型故障进行仿真研究,获取故障信号和故障特征。其次,在分析特高压直流输电线路故障电流特点的基础上,提出一种基于双端电流相关性的直流输电线路保护新方法。该方法根据区内故障时两端电流变化方向相反而区外故障时两端电流变化方向相同的特征,采用双端电流的突变信号作相关性比较实现区内、外故障快速准确识别。此方法不需要线路两端保护装置严格时间同步,采样频率要求不高,可在当前高压直流控制与保护系统的硬件条件下实现,具有可靠性高、实用性强和动作迅速的特点,能够满足特高压直流输电系统对线路保护性能的要求,可作为线路的主保护。再次,提出一种基于故障电压信号特征频率段香农熵的双端全线后备保护方法。在特高压直流输电系统中,由于平波电抗器、直流滤波器和PLC滤波器的存在,构成直流线路的物理边界,其对高频信号具有强烈的衰减作用,所以区内、区外故障暂态电压所包·含的高频信号存在极大差异,该方法利用切比雪夫数字滤波器提取故障电压中600～700Hz频率段信号,通过此特征频率段在故障后一个工频周期内信号的香农熵准确识别区内、外故障。最后,提出一种基于固有主频下线路两端测量电感差值的线路后备保护方法,该方法通过多重信号分类算法估计线路两端故障电流的固有主频,利用傅里叶滑窗迭代算法计算线路两端故障电压和电流信号在固有主频下的幅值,并得到线路两端固有主频下的测量电感值。直流线路区外故障时,线路两端保护处的测量电感差等于线路的电感值;而区内故障时,线路两端测量电感差值近似为0;据此构成判别区内、外故障的保护判据。PSCAD和MATLAB仿真结果验证了上述所提特高压直流输电线路保护方法的可行性和有效性。

关键词：特高压直流输电电流相关性香农熵测量电感差值双端保护

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