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高压直流输电线路继电保护技术综述 被引量:179
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作者 宋国兵 高淑萍 +3 位作者 蔡新雷 张健康 饶菁 南加 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第22期123-129,共7页
中国的能源分布和电网结构决定了高压直流输电具有广阔的应用前景。直流输电线路长、故障率高,其继电保护技术性能关系到直流输电系统的安全性和故障恢复速度。目前,运行中的直流输电线路保护方案及装置部分是由ABB或SIEMENS公司提供。... 中国的能源分布和电网结构决定了高压直流输电具有广阔的应用前景。直流输电线路长、故障率高,其继电保护技术性能关系到直流输电系统的安全性和故障恢复速度。目前,运行中的直流输电线路保护方案及装置部分是由ABB或SIEMENS公司提供。工程应用中的直流线路保护存在理论不完备、可靠性差等缺点,线路故障由直流控制系统响应动作,造成直流闭锁而被迫停运的事故时有发生。文中在综述国内外直流线路保护技术与研究现状的基础上,分类对直流输电线路保护原理的优缺点进行了评述。最后,针对现有保护原理上的不足,提出了直流输电线路保护研究的几点建议与设想,并探讨了进一步的研究方向。 展开更多
关键词 高压直流 输电线路 继电保护 结构特点 控制特性
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高压直流输电线路故障定位研究综述 被引量:114
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作者 宋国兵 蔡新雷 +3 位作者 高淑萍 张健康 李德坤 南加 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期133-137,147,共6页
综述了国内外开展的直流线路故障定位的研究背景和现状。首先分析了现有直流输电线路故障定位技术的不足,指出了目前工程应用中的直流输电线路故障定位装置只采用行波原理,存在原理单一、对采样率要求高、耐过渡电阻能力差等问题。借鉴... 综述了国内外开展的直流线路故障定位的研究背景和现状。首先分析了现有直流输电线路故障定位技术的不足,指出了目前工程应用中的直流输电线路故障定位装置只采用行波原理,存在原理单一、对采样率要求高、耐过渡电阻能力差等问题。借鉴交流输电线路故障定位原理的划分方法,对直流输电线路故障定位原理进行了归类研究。将直流输电线路故障定位方法分为行波法和故障分析法,并分别分析和研究了行波法和故障分析法的优缺点,指出故障分析法在直流输电线路故障定位中的广阔应用前景。最后给出了直流输电线路故障定位研究的几点建议与设想。 展开更多
关键词 直流输电线路 故障定位 行波法 故障分析法
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一种新相模变换矩阵 被引量:85
3
作者 宋国兵 李森 +3 位作者 康小宁 周德生 杨忠礼 南加 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第14期57-60,共4页
分析了现有相模变换矩阵,指出其单一模量不能反映所有故障类型的不足,结合均匀换位输电线路的相模变换矩阵应具有的数学性质,构造出一种新的相模变换矩阵。理论分析和应用于故障测距时的仿真结果表明,新矩阵能够用于相模变换,且单一模... 分析了现有相模变换矩阵,指出其单一模量不能反映所有故障类型的不足,结合均匀换位输电线路的相模变换矩阵应具有的数学性质,构造出一种新的相模变换矩阵。理论分析和应用于故障测距时的仿真结果表明,新矩阵能够用于相模变换,且单一模量能够反映所有故障类型。电网电压等级的提高对继电保护和断路器动作速度提出了更高的要求,为了适应该变化趋势,继电保护的运算将会在时域中进行,相模变换代替对称分量变换将成为发展趋势。因此,能够反映所有故障类型的相模变换矩阵在电力系统继电保护中将具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 相模变换 电力系统 继电保护 时域法 故障测距
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基于小波变换的行波测距式距离保护原理的研究 被引量:74
4
作者 董杏丽 葛耀中 +3 位作者 董新洲 张伏生 张言苍 南加 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第7期9-13,共5页
对行波测距式距离保护的原理、动作特性等进行了详细的分析 ,其主要优点在于 :1不需要载波通道 ,在通信线路故障情况下仍能保证装置的可靠动作 ;2在判断出故障的同时能精确给出故障距离 ,即集保护和故障测距为一体。文章利用小波变换对... 对行波测距式距离保护的原理、动作特性等进行了详细的分析 ,其主要优点在于 :1不需要载波通道 ,在通信线路故障情况下仍能保证装置的可靠动作 ;2在判断出故障的同时能精确给出故障距离 ,即集保护和故障测距为一体。文章利用小波变换对行波距离保护进行了深入的分析 ,指出了其中存在的问题并提出了解决办法。 展开更多
关键词 继电保护 电力系统 距离保护 行波测距 小波变换
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基于分布参数模型的直流输电线路故障测距方法 被引量:85
5
作者 高淑萍 南加 +2 位作者 宋国兵 张健康 焦在滨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第13期75-80,共6页
提出了一种新的、非行波原理的高压直流输电(high voltage directcurrent,HVDC)线路单端故障测距方法,该方法建立在分布参数模型基础上,利用单端电压电流量计算沿线电压、电流分布,根据计算得到的沿线电压分布和沿线电流分布求取过渡电... 提出了一种新的、非行波原理的高压直流输电(high voltage directcurrent,HVDC)线路单端故障测距方法,该方法建立在分布参数模型基础上,利用单端电压电流量计算沿线电压、电流分布,根据计算得到的沿线电压分布和沿线电流分布求取过渡电阻的阻值,并根据故障点处过渡电阻值的方差最小进行故障定位。该定位方法在时域中进行,所需数据窗短,对采样频率要求不高,计算简单,定位精度高。仿真结果表明,该方法可以实现直流输电线路全线范围内的快速准确的故障定位。 展开更多
关键词 高压直流输电线路 故障定位 分布参数:时域 单端电气量
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带并联电抗器输电线路单相自动重合闸永久故障的识别原理研究 被引量:76
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作者 南加 孙丹丹 +3 位作者 付伟 王向兵 刘文涛 焦在滨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期75-81,共7页
提出了一种基于超高压输电线路并联电抗器故障相电流特性的单相自动重合闸永久故障识别方法。输电线路发生单相故障两端跳闸后,并联电抗器故障相电流流经的回路在瞬时性故障和永久性故障下明显不同,因此利用流过并联电抗器故障相的电流... 提出了一种基于超高压输电线路并联电抗器故障相电流特性的单相自动重合闸永久故障识别方法。输电线路发生单相故障两端跳闸后,并联电抗器故障相电流流经的回路在瞬时性故障和永久性故障下明显不同,因此利用流过并联电抗器故障相的电流与中性点小电抗器的电流的幅值比就能判别瞬时性和永久性故障,有效地解决了现有自适应重合闸判据在带并联电抗器超高压输电线路上应用难的问题。EMTP 仿真结果和试验系统录波数据都证明该识别方法能准确地区分永久和瞬时故障,有很高的可靠性,可直接应用于目前微机保护装置。 展开更多
关键词 电力系统 超高压输电线路 单相自动重合闸 并联电抗器 EMTP仿真
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基于R-L模型参数辨识的输电线路准确故障测距算法 被引量:66
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作者 南加 齐军 +2 位作者 陈福锋 宋国兵 许庆强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期119-125,共7页
输电线路的准确故障测距对于保障电力系统安全稳定运行具有重要的意义。该文充分利用了故障分量提供的故障信息,以模量分析与输电线路R-L模型为基础,提出了一种将故障状态网络的微分方程与故障分量网络的微分方程联立求解的单端量时域... 输电线路的准确故障测距对于保障电力系统安全稳定运行具有重要的意义。该文充分利用了故障分量提供的故障信息,以模量分析与输电线路R-L模型为基础,提出了一种将故障状态网络的微分方程与故障分量网络的微分方程联立求解的单端量时域准确故障测距算法。该算法将故障距离、过渡电阻以及对侧系统的运行参数作为模型的未知参数进行求解辨识,利用数值微分代替测距方程中的一阶与二阶微分,消除了传统单端量故障测距算法中主要由于对侧系统实时运行参数未知而引起的原理性误差。该算法不受故障时系统的运行方式、网络结构以及电网频率波动影响。大量EMTP仿真表明,算法原理正确且具有较高的测距精度,在故障距离20-280km范围内测距的平均误差为0.0796%,最大测距误差小于0.173%,该误差主要来自截断误差,即用差分法计算时域连续信号的微分时所产生的误差。 展开更多
关键词 故障测距 输电线路 故障分量 单端 EMTP 过渡电阻 电网频率 求解 未知参数 微分
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一种直流输电线路故障测距新原理 被引量:77
8
作者 宋国兵 周德生 +2 位作者 焦在滨 南加 贠保记 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第24期57-61,共5页
提出了一种新的直流输电线路双端故障测距方法。该方法建立在分布参数模型基础上,利用两端电压、电流量分别从两端计算沿线电压分布,并根据所计算的沿线电压分布在故障点处相等进行故障定位。该定位方法在时域中进行,所需数据窗短,计算... 提出了一种新的直流输电线路双端故障测距方法。该方法建立在分布参数模型基础上,利用两端电压、电流量分别从两端计算沿线电压分布,并根据所计算的沿线电压分布在故障点处相等进行故障定位。该定位方法在时域中进行,所需数据窗短,计算简单,定位精度高。在输电线路仿真模型的选择上考虑了线路参数的频变特性,PSCAD和换流站录波数据的仿真结果表明,该方法能够对直流输电线路实现快速准确的故障定位。 展开更多
关键词 直流输电线路 故障定位 分布参数 时域 双端电气量
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Π模型时域电容电流补偿的电流差动保护研究 被引量:72
9
作者 南加 张怿宁 +1 位作者 齐军 焦在滨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期12-18,共7页
传统的电容电流相量补偿方法不能补偿暂态电容电流,难以满足超高压长线电流差动保护的要求。该文提出了输电线路Π模型的电容电流的时域补偿方法,利用微分方程模型对瞬时值进行补偿计算,能够有效补偿暂态和稳态电容电流。通过对该时域... 传统的电容电流相量补偿方法不能补偿暂态电容电流,难以满足超高压长线电流差动保护的要求。该文提出了输电线路Π模型的电容电流的时域补偿方法,利用微分方程模型对瞬时值进行补偿计算,能够有效补偿暂态和稳态电容电流。通过对该时域补偿方法和贝瑞隆线路模型法的具体分析和ATP仿真比较表明,贝瑞隆线模法在理论上能够完全补偿电容电流,但其要求采样频率高,计算量大,现有保护装置的采样速率和通道传输速率尚不能满足其要求;基于Π模型时域补偿法的差动保护适合应用短数据窗的小矢量算法,保护动作速度可提高到5ms,保护的灵敏度和选择性均有明显的提高,而且计算量小,不需要提高采样频率,不增加通信量,适合应用于现有保护装置中。 展开更多
关键词 电力系统 差动保护 电容电流补偿 超高压长线
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基于相电流突变量的配电网单相接地故障区段定位 被引量:78
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作者 宋国兵 李广 +2 位作者 于叶云 蔡新雷 南加 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第21期84-90,共7页
配电网在单相接地故障后,对健全线路及故障线路上故障点之后的部分,三相电流突变量大小相等、波形一致;而故障线路中故障点之前的部分不具有该特征。据此提出一种基于相电流突变量的配电网单相接地故障区段定位方法:在各线路出口及分支... 配电网在单相接地故障后,对健全线路及故障线路上故障点之后的部分,三相电流突变量大小相等、波形一致;而故障线路中故障点之前的部分不具有该特征。据此提出一种基于相电流突变量的配电网单相接地故障区段定位方法:在各线路出口及分支处安装接地故障检测装置,独立测量比较各相电流突变量,即可识别出故障区段,结合网络拓扑即可实现故障区段定位。给出了具体的故障定位流程和判据。仿真实验证明了该方法能正确、可靠地识别故障区段。所述方法原理简单,仅需测量电流,且具有自举性,有望应用于实际配电网中。 展开更多
关键词 配电网 单相接地故障 故障区段定位 相电流突变量 相关系数
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基于分布参数的同杆双回线单线故障准确测距原理 被引量:65
11
作者 南加 吴亚萍 +2 位作者 宋国兵 刘辉 王树刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期39-43,共5页
针对同杆双回线线间联系紧密,不能忽略线间分布电容对测距结果的影响,该文在同杆双回线分布参数模型下,利用相序变换后双回线反向网络图中不存在系统参数的优势,提出了一种使用单端工频电气量进行故障测距的算法,该算法从原理上解决了... 针对同杆双回线线间联系紧密,不能忽略线间分布电容对测距结果的影响,该文在同杆双回线分布参数模型下,利用相序变换后双回线反向网络图中不存在系统参数的优势,提出了一种使用单端工频电气量进行故障测距的算法,该算法从原理上解决了系统阻抗及过渡电阻对测距的影响,克服了目前同杆双回线不能精确定位的问题。该算法理论分析简单,迭代求解测距方程不存在伪根问题,ATP仿真结果表明该算法具有很高的测距精度。 展开更多
关键词 高压输电线路 分布参数 同杆双回线 单线故障 故障准确测距原理
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利用电流突变特性的高压直流输电线路纵联保护新原理 被引量:73
12
作者 高淑萍 南加 +2 位作者 宋国兵 张健康 侯卓 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期52-56,86,共6页
通过对直流输电线路区内、区外故障电流特征的分析可知:直流线路内部发生故障后的暂态过程中,线路两端电流突变方向相同;而线路外部故障后的暂态过程中,线路两端电流突变方向相反。根据该特征,提出了一种新的直流输电线路纵联保护原理,... 通过对直流输电线路区内、区外故障电流特征的分析可知:直流线路内部发生故障后的暂态过程中,线路两端电流突变方向相同;而线路外部故障后的暂态过程中,线路两端电流突变方向相反。根据该特征,提出了一种新的直流输电线路纵联保护原理,它仅利用线路两端电流的突变,就可以有效地识别出区内、区外故障。文中还构造了电流突变的识别判据,并给出了其整定原则。仿真结果表明,在各种工况下该保护都能够灵敏、可靠地区分区内、区外故障。 展开更多
关键词 高压直流输电线路 纵联保护 故障分量
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基于IEC 61850的配网自动化通信技术研究 被引量:71
13
作者 韩国政 徐丙垠 +2 位作者 南加 吕广宪 吴建民 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期62-66,共5页
为了减少配电终端接入配网自动化的调试和维护工作量,在IEC 61850的基础上建立了一种开放式的、支持即插即用的配网自动化通信体系。首先分析了IEC 61850已有逻辑节点在配网自动化中的应用,并以柱上开关馈线自动化终端(FTU)为例,建立了... 为了减少配电终端接入配网自动化的调试和维护工作量,在IEC 61850的基础上建立了一种开放式的、支持即插即用的配网自动化通信体系。首先分析了IEC 61850已有逻辑节点在配网自动化中的应用,并以柱上开关馈线自动化终端(FTU)为例,建立了配电终端的设备模型。在分析了IE C61850已有映射方式的基础上,提出了一种适合配网自动化的映射方式(Web Services+IEC 60870-5-104),采用Web Services传输信息模型数据,采用IEC 60870-5-104传输实时数据。通过样机系统,在实验室内验证了所提出的通信体系的可行性。 展开更多
关键词 智能配电网 配网自动化 IEC 618 5 0 通信体系
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输电线路永久性故障判别方法综述 被引量:67
14
作者 宋国兵 南加 孙丹丹 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第18期75-80,共6页
介绍了输电线路永久性故障判别的研究现状,现有的永久性故障判别原理有2种,即基于恢复电压和基于瞬时故障电弧特性。前者判别的准确性受PT二次回路可靠性的影响,且因带并联电抗器线路的恢复电压低而无法采用;后者则因电弧电压不足额定... 介绍了输电线路永久性故障判别的研究现状,现有的永久性故障判别原理有2种,即基于恢复电压和基于瞬时故障电弧特性。前者判别的准确性受PT二次回路可靠性的影响,且因带并联电抗器线路的恢复电压低而无法采用;后者则因电弧电压不足额定电压的5%而在测量、分析和判断中存在可信度的问题,且电弧存在与瞬时性故障能否等价也值得讨论。提出了带并联电抗器线路永久性故障判别的新思路,即根据并联电抗器中恢复电压阶段的电流量判别瞬时性与永久性故障。 展开更多
关键词 输电线路 永久性故障 瞬时性故障 自适应重合闸 电力系统
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高压直流输电线路电流差动保护新原理 被引量:68
15
作者 高淑萍 南加 +2 位作者 宋国兵 张健康 侯卓 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第17期45-49,共5页
通过分析直流系统控制特性作用下的输电线路故障特征,提出了一种新的高压直流输电线路电流差动保护原理。在分布参数模型基础上,利用两端换流站电压、电流量分别计算区内某点处两侧电流之和。区内故障时,得到的电流与故障支路电流相关,... 通过分析直流系统控制特性作用下的输电线路故障特征,提出了一种新的高压直流输电线路电流差动保护原理。在分布参数模型基础上,利用两端换流站电压、电流量分别计算区内某点处两侧电流之和。区内故障时,得到的电流与故障支路电流相关,其值较大;区外故障及正常运行时,计算得到的是误差电流,其值很小。与行波保护相比,该保护能够可靠识别区内、外故障,可以在故障全过程投入,且具有可靠性高、对采样频率要求低、计算简单等优点。与现有的直流线路电流差动保护相比,该保护不受分布电容电流影响,故在暂态过程即可动作而无须等待暂态过程结束,动作速度快。仿真结果表明,在各种工况下,该保护都能灵敏、可靠地区分区内、外故障。 展开更多
关键词 高压直流输电线路 电流差动保护 分布参数 时域
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基于双回线环流的时域法故障定位 被引量:58
16
作者 宋国兵 南加 +1 位作者 许庆强 张健康 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期24-29,共6页
该文提出了一种利用双端电流量实现双回线故障定位的时域测距算法。该算法利用双回线环流网与两侧系统无关且两端电压为零的特点,只用线路两端的电流量,就可计算出环流网的沿线电压分布,并根据从两端计算得到的电压分布差值在故障点处... 该文提出了一种利用双端电流量实现双回线故障定位的时域测距算法。该算法利用双回线环流网与两侧系统无关且两端电压为零的特点,只用线路两端的电流量,就可计算出环流网的沿线电压分布,并根据从两端计算得到的电压分布差值在故障点处最小的原理实现测距。由于避免了使用电压量,故该测距原理不受电容式电压互感器档缪乖萏藕诺南拗?该算法能够利用故障全过程的任何一段数据实现测距,且该算法所需数据窗短,只要略大于被测线路传输时间的 2 倍即可。该算法采用分布参数线模,克服了忽略线路电容带来的误差,适用于高压长距离输电线。仿真结果表明:测距误差将小于 0.15km,且测距精度不受故障类型和过渡电阻的影响。 展开更多
关键词 输电线路 时域法 故障定位 时域测距算法 双回线环流 电力系统
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基于故障开断暂态行波信息的输电线路故障测距研究 被引量:38
17
作者 陈平 葛耀中 +1 位作者 南加 徐丙垠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第8期56-59,64,共5页
利用测量点感受到的输电线路故障开断初始行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延实现单端故障测距 ,称为F型测距原理。理论分析及EMTP仿真表明 ,这种测距原理不受来自故障线路对端不连续点反射波的影响。
关键词 行波 输电线路 故障测距 故障开断
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基于参数识别的单端电气量频域法故障测距原理 被引量:51
18
作者 康小宁 南加 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期22-27,共6页
在分析故障网络方程基础上,提出了一种新的频域法测距原理。该方法将对端系统电阻、电感、故障点过渡电阻和故障距离作为待识别参数,利用故障暂态电流电压丰富的频谱信息,结合故障暂态及稳态响应中测量点电流电压频域网络方程,采用... 在分析故障网络方程基础上,提出了一种新的频域法测距原理。该方法将对端系统电阻、电感、故障点过渡电阻和故障距离作为待识别参数,利用故障暂态电流电压丰富的频谱信息,结合故障暂态及稳态响应中测量点电流电压频域网络方程,采用参数识别的方法求解故障距离及对端系统参数,从原理上克服了传统单端测距方法受系统阻抗影响的缺点,方法简单可靠,此外,文中给出了一种从离散采样数据值中提取频谱的方法,EMTP仿真表明文中方法具有较高的测距精度,可方便地推广到线路为R-L模型和分布参数模型的情况。随着光互感器的成熟和应用,该方法有望得到实际应用。 展开更多
关键词 电力系统 电网 供电可靠性 参数识别 电气量 频域法 故障测距原理 输电线路
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输电线路自适应重合闸研究综述 被引量:58
19
作者 梁振锋 南加 +1 位作者 宋国兵 康小宁 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期140-147,共8页
传统的自动重合闸性能不佳,因此能够提高重合闸成功率、避免重合于永久性故障的自适应重合闸的研究具有重要意义。对永久性故障和瞬时性故障的概念进行了讨论,以故障点电流是否为零来界定永久性故障和瞬时性故障。指出影响重合成功的因... 传统的自动重合闸性能不佳,因此能够提高重合闸成功率、避免重合于永久性故障的自适应重合闸的研究具有重要意义。对永久性故障和瞬时性故障的概念进行了讨论,以故障点电流是否为零来界定永久性故障和瞬时性故障。指出影响重合成功的因素主要是故障性质,但还受重合闸时序的影响,因而自适应重合闸应包括故障性质判别和重合闸时序的优化两个方面内容。分别总结评述了单相自适应重合闸、三相自适应重合闸以及同杆并架平行双回线路自适应重合闸的研究现状。展望了自适应重合闸的研究前景。 展开更多
关键词 电力系统 输电线路 继电保护 自适应重合闸 三相重合闸 单相重合闸 永久性故障 瞬时性故障
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基于模型参数识别法的小电流接地故障选线研究 被引量:49
20
作者 南加 张超 王树刚 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第19期65-70,共6页
由于故障电流小、电弧不稳定等原因,小电流接地系统单相故障选线问题始终没有得到彻底解决。文中提出了一种基于模型参数识别的小电流接地选线新方法,对每条线路建立其外部故障下的数学模型,利用零序电压、电流数据求解模型参数,依据得... 由于故障电流小、电弧不稳定等原因,小电流接地系统单相故障选线问题始终没有得到彻底解决。文中提出了一种基于模型参数识别的小电流接地选线新方法,对每条线路建立其外部故障下的数学模型,利用零序电压、电流数据求解模型参数,依据得到的线路对地电容判断实际发生的故障是否符合所建立的模型,从而进一步识别出故障线路。经EMTP故障仿真和现场录波数据验证,该方法选线正确、有效,耐过渡电阻能力强,不受消弧线圈和间歇性电弧的影响,并且可以和馈线保护合为一体,满足自动化的要求。 展开更多
关键词 小电流接地系统 单相接地故障选线 模型参数识别 暂态信号 最小二乘估计
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