高压输电线路振荡中的故障选相元件

基于电压故障分量的超高压线路故障选相新方法陈旸;胡炎;邰能灵;张沛超【摘要】Since the existing fault phase identification methods can not identify all fault types quickly and accurately for EHV transmission lines, this paper proposes a new method of fault phase identification based on the fault component of phase voltage difference and the Kalman filter algorithm. The method defines the fault component’s ratio of one phase voltage to the difference of the other two phase voltages as a fault phase identification coefficient. By analyzing the characteristics of fault phase identification factors in each fault type, the fault phase can be identified. Simulation results show that using the Kalman filter algorithm to extract fundamental component is faster and more accurate. Meanwhile, the method can identify fault phases within half a cycle and is scarcely influenced by fault resistances, fault locations and fault initial phase angles. It also has a high sensitivity when the fault is on the side of strong source.%针对目前超高压线路中所用选相方法不能快速准确地识别所有故障类型的问题，提出一种基于电压故障分量和卡尔曼滤波算法的新型选相方法。

2023年国家电网招聘之电工类通关题库(附答案)单选题（共30题）1、有且只有一个节点的是（）。

A.PQ节点B.PV节点C.QV节点D.平衡节点【答案】 D2、电力系统运行应满足的基本要求中，优质包含的内容有（）。

A.电压质量、频率质量和波形质量B.功率质量、频率质量和波形质量C.电流质量、频率质量和波形质量D.电流质量、电压质量和波形质量【答案】 A3、架空输电线路采用单相重合闸的主要目的是（）。

A.提高供电可靠性B.提高电力系统在单相接地短路故障情况下并列运行的暂态稳定性C.提高电力系统在三相短路情况下并列运行的暂态稳定性D.提高电力系统在电力系统相间短路情况下的暂态稳定性【答案】 B4、电力系统中变压器的总容量己达发电机装机容量的（）倍。

A.2B.4C.6D.8【答案】 D5、当导体最大持续工作电流大，最大负荷利用小时数高，且长度超过20m 时，应按（）选择截面A.机械强度B.允许压降C.经济电流密度D.电晕条件【答案】 C6、高频闭锁零序距离保护中，保护停信需带一短延时，这是为了（）A.防止外部故障时的暂态过程而误动；B.等待对端闭锁信号到来，防止区外故障误动；C.防止外部故障时功率倒向而误动；【答案】 B7、发电厂接于 110kV 及以上双母线上有三台及以上变压器，则应（）。

A.有一台变压器中性点直接接地B.每条母线有一台变压器中性点直接接地C.三台及以上变压器均直接接地D.三台及以上变压器均不接地【答案】 B8、（）是国家电网公司的奋斗方向，是国家电网人的远大理想，是公司一切工作的目标追求。

A.“一强三优”B.“两个转变”C.“两个一流”D.“三抓一创”【答案】 C9、由于长线路的电容效应及电网的运行方式突然改变而引起的持续时间相对较长的过电压称作（）。

A.工频过电压B.大气过电压C.操作过电压D.谐振过电压【答案】 A10、电流互感器的误差是（）产生的。

A.一次电流B.二次电流C.励磁电流D.短路电流【答案】 C11、在下面所列出的各组无功电源中，完全具有正的电压调节效应的一组是（）。

摘要摘要随着电力系统的发展，各种类型的大型发电机组越来越多的投入运行，当发电机组出现问题后，查找故障原因、性质和位置显得越来越重要，故障录波器是提高电力系统安全运行的重要自动装置，当电力系统发生故障或振荡时，它能自动记录整个故障过程中各种电气量的变化，针对故障录波器在运行中判别故障类型和相别耗时太长的因素，要先通过选相元件预先进行故障类型和相别的判断以节省时间，然而选相元件只承担选相任务，不承担测量故障点和故障方向的任务。

本文通过分析国内外故障录波系统的现状和发展前景，从故障录波器的选相元件方面着手，提出了对于电力系统预先判断识别的选相系统，并通过试验来论证该系统方案，简单的介绍了系统的实现过程。

关键词：故障录波选相元件数据采集I西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）IIABSTRACTABSTRACTAlong with the development of the electric power system, various types of large generating units more and more operational, when the generator problems, find out the fault causes, nature and location becomes more and more important, the fault recorder is an important device to improve the safe operation of the power system , when power system fault occurs or oscillation, it can automatically record all kinds electrical quantities changes of the fault process. Through the phase selection element can advance the fault type and the other judges, however phase selection element only assume phase selection task, do not assume measurement fault and fault orientation task. This article through analyzes the domestic and foreign fault recorder system present situation and development prospect, from fault recorder fault phase selector aspects, put forward for the power system to prejudge the recognition phase selection system, and a series of experiments to prove the system scheme, a simple introduction of the system implementation process.KEY WORDS :Fault wave recording Fault phase selector Data acquisitionIII西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）IV目录目录1 概述 (1)1.1引言 (1)1.2故障录波器的功能定义 (1)1.3课题背景 (1)1.3.1国外故障录波器发展现状 (1)1.3.2国内发展现状 (2)1.3.3国内外故障录波器的比较 (3)1.3.4结论和建议 (4)1.4本文研究内容 (5)2 选相原理 (7)2.1突变量电流选相 (7)2.2 对称分量法 (9)3故障选相数据采集及处理................................................. 错误!未定义书签。

一种新型高压输电线路故障选相元件
王亚强;焦彦军
【期刊名称】《高电压技术》
【年(卷),期】2005(31)10
【摘要】为提高故障选相的正确性,用相电压差突变量和相电流差突变量构造一个标量△Tφφ,分析不同故障情况下△TAB、△TBC、△TCA之间的相互关系实现选相且在保护位于弱电源侧(负荷侧)或发生正反相两点转换性故障时故障选相准确,在线路末端故障时选相灵敏度较高。

理论分析ATP仿真证明此法可行。

【总页数】3页(P21-23)
【关键词】故障选相;突变量;标量
【作者】王亚强;焦彦军
【作者单位】华北电力大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM863
【相关文献】
1.基于故障边界条件的高压输电线路故障选相元件 [J], 许庆强;索南加乐;杨立璠;毛鹏;杜肖功
2.特高压输电线路自适应三相对称故障选相元件 [J], 薛士敏;贺家李;李永丽
3.一种新型序分量高压线路保护选相元件 [J], 柏红;王毅
4.一种电流故障分量高压线路保护选相元件 [J], 许庆强;索南加乐;宋国兵;杨春明;
杨立璠
5.一种新型高压输电线路故障选相元件分析 [J], 盛健;彭曼
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一种适用于特高压线路的快速选相方法梁景芳;高厚磊;苏文博;王大鹏;邹贵彬【摘要】分析了电流模故障分量的基本特征,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.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2010(038)015【总页数】6页(P95-99,131)【关键词】故障选相;模故障分量;能量最小值;特高压线路【作者】梁景芳;高厚磊;苏文博;王大鹏;邹贵彬【作者单位】山东大学电气工程学院,山东,济南,250061;山东大学电气工程学院,山东,济南,250061;山东电力研究院,山东,济南,250002;山东电力研究院,山东,济南,250002;山东大学电气工程学院,山东,济南,250061【正文语种】中文【中图分类】TM7730 引言以超、特高压输电线路为保护对象的超高速行波保护或暂态量保护的发展，对继电保护选相元件提出了更高的要求。

传统的故障选相主要是基于工频量，采用突变量选相与稳态量选相的组合方案，其选相速度不能满足超高速保护的快速跳闸要求，且易受过渡电阻、故障距离等因素的影响。

因此，近年来国内外提出了一系列基于故障暂态分量或行波的故障选相方法。

如文献[1]提出了一种综合利用暂态电流行波幅值和极性的故障特征来识别故障类型的新原理。

文献[2]利用小波变换提取电流故障分量的暂态能量，并通过比较三相间能量的相对大小来识别故障类型和判别故障相别。

但该方法实现中需要对信号进行小波变换，无形中增加了计算量。

文献[3]提出的基于小波变换模极大值的行波选相原理，利用零、线模初始电流行波的小波变换模极大值之间的大小关系来进行选相,但由于零模电流分量的衰减和零序电流分配系数使得故障点处的模电流关系在保护安装处不成立，所以该原理选相元件在长线路远端发生接地故障时会出现误判；当发生相间故障且其中一相电压初相角为0时，可能会出现漏选相问题。

2012年江苏省电力行业继电保护工（220kV ）职业技能竞赛理论试题注意事项：1、答卷必须使用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔，不能使用铅笔或红笔； 2、本份试卷满分100分，考试时间120分钟。

一、选择题 （每题1分，共20题，每题有一个或多个答案 ，多选或少选不得分） (21空)1. 某220kV 馈线，负荷侧接有YNd11变压器（变压器中性点接地），当该线A 相接地时，负荷侧选相元件可正确选出故障相的是：（ B C ）（A ）相电流差突变量选相元件；（B ）采用0.A OP U 、2.A OP U 构成的电压电流序分量选相元件；其中：set A A A O P Z I K U U 000.)31( +-= set A A A O P Z I U U 222. -=（C ）采用AB O P U . ∆、BC O P U . ∆、CA O P U . ∆构成的复合突变量选相元件。

其中：set O P Z I U U ϕϕϕϕϕϕ ∆-∆=∆. ),,(CA BC AB =ϕϕ2. 220kV 平行双回线路Ⅰ、Ⅱ，两侧母线M 、N 分别接有YNd 接线的变压器（变压器中性点接地），在负荷状态下，Ⅰ线M 侧开关A 相跳开，Ⅱ线M 、N 侧的零序方向元件的行为正确的是：（ C ）（A ）M 侧零序方向元件动作，N 侧零序方向元件不动作； （B ）M 侧零序方向元件不动作，N 侧零序方向元件不动作； （C ）M 、N 两侧的零序方向元件均不动作。

3. 就P 型电流互感器、TPY 型电流互感器来说，下列正确的是：（ B ）（A ）TPY 电流互感器因铁芯有小气隙，故铁芯不会发生饱和；（B ）P 型电流互感器铁芯剩磁大、TPY 型电流互感器铁芯剩磁小；（C ）当一次电流因开关跳闸强迫为零后，P 型CT 二次电流衰减要比TPY 型二次电流衰减慢得多，因为P 型CT 二次回路时间常数比TPY 型二次回路时间常数大得多。

电力系统振荡过程中序分量选相元件动作行为分析索南加乐1,许庆强1,宋国兵1,李瑞生2,葛耀中1(1.西安交通大学电气工程学院,陕西省西安市710049; 2.许昌继电器研究所,河南省许昌市461000)摘要:对超高压输电线路微机保护所用序分量选相原理和防止振荡时误选相所用的不对称故障开放判据进行了较详细的介绍。

对于振荡中心和单相接地故障在同一条长输电线路且两者之间有较远距离的情况,从不对称故障开放判据和阻抗排除法两个方面分析了造成误选相的原因。

理论分析和动模试验都证实了这种误选相现象的存在,为以后序分量选相原理的改进提供参考。

关键词:线路保护;选相;仿真;微机保护;振荡中图分类号:T M773收稿日期:2002-03-26;修回日期:2002-09-04。

中华电力教育基金会许继奖教金资助项目。

0　引言高压输电线路发生故障后,准确、迅速地选择出故障相别,是继电保护正确动作的前提。

因此,选相元件成为高压系统保护中的重要组成部分,选相元件的准确性也是衡量继电保护装置好坏的重要标志。

目前国内数字式高压线路保护主要采用相电流差突变量选相和序分量选相相结合的方法来实现故障选相。

在保护启动后第1次选相是采用相电流差突变量选相元件,振荡闭锁期间的选相元件由于突变量提取困难而采用稳态量选相,一般采用序电流的分区结合阻抗比较方法构成。

序分量选相元件对相区的划分比较合理,在一般情况下都能进行准确选相,但在动模试验中发现,在下述情况下序分量选相元件会误选相:a .电力系统振荡和单相接地故障同时存在,而且振荡中心和故障点在同一长输电线路上;b .振荡中心与故障点之间有较远的距离;c .两侧电源电势的相角差接近180°。

在满足上面这些条件的情况下,有一侧保护装置会将单相接地故障误判为另两相的相间故障。

而另一侧的保护装置则由于故障开放元件不满足开放条件而将保护闭锁,随相角差减小而延时开放闭锁装置再进行选相。

误选相的那侧保护,其误选的原因是由于不对称故障开放判据和阻抗排除法的配合不能避免该种误选相情况的发生。

自动重合闸在220千伏高压输电线路中的应用摘要：介绍了重合闸在电力系统中的重要意义和重合闸方式、选相元件，分析了重合闸应考虑的问题。

输电线路上采用自动重合闸装置后，不仅提高供电可靠性，还可提高系统并列运行的稳定性和线路输送容量。

关键词：输电线路；重合闸；系统稳定提高输电线路工作的可靠性，对电力系统的安全运行具有重大意义。

电力系统运行经验证明，架空线路的故障大都是瞬时故障，约占总故障次数的80%～90%以上。

瞬时故障被继电保护动作断路器断开后，故障点去游离，电弧熄灭，绝缘强度恢复，故障自行消除，从而减少停电时间，提高供电可靠性。

由输电线路故障性质可看出，线路被断开之后，再进行一次合闸，其成功的可能性很大，这种合闸固然可以由运行人员手动进行，但由于停电时间长，效果并不十分显著。

线路上装设重合闸后，重合闸本身不能判断故障是否属瞬时性，如果故障是瞬时性的，则重合闸能成功；如果故障是永久性的，则重合后由继电保护再次动作断路器跳闸，重合不成功。

运行统计资料表明，输电线路自动重合闸装置的动作成功率约在60%-90%之间，可见采用自动重合闸装置的效益是可观的。

在输电线路上采用自动重合闸装置后，不仅提高供电可靠性，提高系统并列运行的稳定性和线路输送容量，还可纠正断路器本身机构不良、继电保护误动作以及误碰引起的误跳闸。

根据运行经验，在110千伏及以上大接地电流系统的高压架空线路上，短路故障中70%以上是单相接地短路。

特别是220千伏及以上的架空线路，由于线间距离大，单相接地故障比例甚至高达90%左右。

220千伏以上的断路器都是可以分相操作的。

因此，当发生单相接地故障时，只把故障相的断路器跳开而后进行重合，而未发生故障的其余两相仍继续运行。

这样，不但可以大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性，而且还可以减少相间故障的发生。

所以在220千伏以上的大接地电流系统中，广泛采用单相自动重合闸方式，当线路上发生多相故障时，仍应跳开三相断路器，而后根据系统具体情况，或进行三相重合或不再重合，即单相短路—单相跳闸—单相自动重合—若为永久性故障，则三相跳闸。