暂态行波在小电流接地故障选线中的应用

为了解决小电流接地系统的故障选线问题,分析了常规的各种小电流接地故障选线方法,讨论了小电流接地系统故障产生的初始电流行波以及由多次行波折射、反射形成的暂态电流信号的故障特征,以及分别利用故障初始行波和暂态信号的选线原理。最后,分析了暂态行波选线方法的技术特点和应用前景。     

小电流接地故障选线和定位装置的IEC 61850信息建模

采用IEC 61850标准的技术和面向对象的方法,为小电流接地故障选线和定位装置进行了信息建模.建立了基于故障暂态信号的小电流接地故障选线逻辑节点和小电流接地故障定位逻辑节点;使用这些逻辑节点,给出了故障选线装置和馈线终端装置(具备故障定位功能)的设备模型;分析了暂态零序电压、电流信号的获取方法.     

基于暂态行波的小电流接地系统故障定位

小电流接地系统发生接地故障时,故障电流的稳态分量较小,导致许多基于稳态分析的接地选线装置效果不佳,故障定位不准确.分析了小电流接地系统单相接地时故障线路与非故障线路的零序电流特征,介绍了小波变换、信号奇异性检测及行波测距原理,提出了利用小波变换提取暂态分量作为依据的故障选线方法,该方法对接地故障的暂态分量进行小波变换,通过比较变换后零序电流模极大值的大小和极性判别出故障线路,进而实现行波测距故障定位.MATLAB仿真结果表明,该方法能够准确、可靠地实现故障定位.     

小电流接地故障暂态选线与定位技术

我国中压配电网中性点多采用不接地或经消弧线圈接地方式,单相接地(小电流接地)时故障选线和定位困难,长期以来现场实用效果均不理想。接地故障瞬间存在明显的暂态过程,暂态信号包含了丰富的故障位置信息。介绍了利用暂态信号的小电流接地故障选线技术,以及基于配电网自动化(DA)系统的暂态故障分段定位技术。暂态检测技术可靠性高、适应性好、无安全隐患,已在现场获得成功应用。     

小电流接地故障选线技术综述

章介绍了小电流接地方式的发展简况，在分析小电流接地故障稳态与暂态信号变化特征的基础上对各种接地选线技术进行了评述。章还介绍了一种最近开发出的利用暂态信号的接地选线技术的应用情况，这种新技术灵敏度高、可靠性好，特别适用于谐振接地电网。关于小电流接地电网发生高阻单相接地故障时接地选线的可靠性问题还需要进一步研究解决。     

配电网单相接地故障选线典型方法实验研究

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。     

基于暂态电流信号的配电网小电流接地故障自动定位系统研究

正从稳态特征和暂态特征两个方面分析了小电流接地故障的信号特征及其工频零序电流分布特征。设计了一种采用暂态零序电流相似性定位法的故障自动定位系统,该系统主要由定位主站、小电流接地故障选线系统、FTU以及通信系统组成,利用基于暂态零序电流波形相似性的方法实现故障定位。基于暂态电流信号的定位方法不需要外加接地电阻或信号注入设备,不仅不受消弧线圈影响、检测可靠,且易于实现、投资小,可方便应用于DA系统。现场运行和试验证明了本系统算法的有效性和系统装置的可靠性。     

典型小电流接地故障实例及暂态选线分析

目前对小电流接地故障特征的理论分析已较完善,但缺乏对现场典型小电流接地故障实例的认识及利用典型实例对选线技术的验证。本文介绍了暂态选线方法及原理,并根据现场选线装置实际记录的典型故障实例波形,分析并总结了典型接地故障的发生原因、故障特征及对暂态选线结果的影响。通过对现场典型小电流接地故障实例的分析与总结,有利于提高对现场典型接地故障特征的认识,验证暂态选线装置的可靠性。     

基于特征频带小波包分析的小电流接地故障选线研究

分析了小电流接地系统单相接地故障时基波稳态零序电流、暂态零序电流和谐波零序电流的故障特征,并在此基础上确定了在进行小电流接地故障选线时应从零序电流暂态信号中提取故障特征量,提出了基于故障暂态电流特征频带小波包极性的选线算法,结合PSCAD仿真试验数据对选线算法进行了算例分析,并验证了算法的准确性。     

Ground-fault Protection Based on Feature-band Wavelet Packet Analysis for Non-effectively Grounded Power System

分析了小电流接地系统单相接地故障时基波稳态零序电流、暂态零序电流和谐波零序电流的故障特征,并在此基础上确定了在进行小电流接地故障选线时应从零序电流暂态信号中提取故障特征量,提出了基于故障暂态电流特征频带小波包极性的选线算法,结合PSCAD仿真试验数据对选线算法进行了算例分析,并验证了算法的准确性.     

10kV配电线路单相接地故障暂态电流行波选线研究

研究了基于暂态电流行波理论在10kV配电线路单相接地故障选线中的应用.介绍了B样条小波变换理论、行波的产生,以及电流行波模量分析.通过B样条函数小波变换提取故障时配电线路各支路出线的初始电流行波模量信号的故障特征,构成新的故障选线选相判据.利用Matlab建立了一个10kV配电系统模型,从动态仿真模型中采集大量针对不同故障模式的测试样本,仿真实验结果表明该方法能够准确、可靠的实现选线.     

基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。     

配电线路暂态行波的分析和接地选线研究

对于中性点非有效接地的配电系统，当某回线路发生单相接地时，系统的接地电流只有很小的电容电流，并且系统时常运行在不平衡状态，导致利用工频量来选择接地线路很困难。该文以行波理论为基础研究了配电线路单相接地后所产生的暂态电流行波的传播规律和特点，以小波变换为工具，刻划了该行波的接地故障特征，并发现：单相接地瞬间所产生的初始暂态电流行波与接地方式无关，从而为接地选线开辟了新思路。论文最后给出了基于初始电流行波和小波的接地选线判据，并以一个仿真例证明了文中理论推导和所提方法的正确性。该方法为小电流接地选线技术的研究提供了新的思路和出发点，可以构成准确、可靠的接地选线新原理，满足不同的现场CT配置情况。     

基于暂态行波的配电网故障仿真分析

通过对配电网中故障点产生的暂态行波信号进行模量分析得出,故障的初始行波包含零模分最和线模分量,各模分量的幅值与过渡电阻有关,与线路长度无关.本文基于Matlab的Simulink仿真环境,搭建小电流接地系统的配电网仿真模型,利用行波线模分量作为故障检测信号,对不同条件下的单相接地故障进行了大量仿真.仿真分析结果表明可根...     

基于信号相位检测的输电线路行波故障测距方法

通过对输电线路短路故障暂态过程中电流行波的相位变化情况进行分析,发现短路故障发生时,电流行波中出现的暂态分量将导致电流行波的相位发生突变。根据这一特征,文章提出将信号相位检测用于故障测距的新方法,该方法与传统测距方法的区别在于确定信号突变点的方式不同。新方法利用小波变换提取信号相位,并通过相位模极大值的计算确定信号突变点。仿真实例证明新方法是可行的,对于幅值变化轻微的信号,采用文章提出的相位检测法对突变点的检测效果更好。由于该方法计算复杂,因此适合作为高阻接地等特殊故障条件下对现有测距方法的补充。     

多分支配电网故障选线方法研究

配电网结构复杂,故障电流弱,且存在间隙性电弧,分支多,故障选线困难。为解决传统的选线方法准确率低,无法准确采集到行波信号而导致故障选线失败等问题,提出了基于行波信号的配电网选线方法。该方法以双端行波定位法为基础,对行波检测装置进行优化配置,选择性的在配电网分支末端变压器端安装行波采集装置;将行波装置两两组合,组成多组定位系统,获得初始行波的波头到达时间;准确排除非故障线路,确定故障区间;融合多组系统的故障区间,取其交集,最终实现配电网的精确故障选线。EMTP仿真结果表明,该方法能准确地实现配电网的故障选线。     

配电线路行波故障测距初探

探索综合利用故障初始电流、电压行波线模分量实现配电线路双端故障测距的新方法。根据不同配电线路的结构特点,分别提出了“电流-电压”、“电压-电压”和“电流-电流”3种双端行波测距模式。简要分析了小电流接地故障及相间短路故障的行波特征,阐述了故障行波信号的获取、故障过渡电阻、配电网混合线路、多分支线路以及行波波头的准确标定等影响故障测距的关键技术问题。提出利用线路末端配电变压器传变电压行波,解决配电线路末端行波信号不易获取的问题。最后通过现场试验初步验证了该方法的可行性。     

An Approach for Detecting and Locating Evolving Faults on Transmission Lines Based on Transient Traveling Waves

There has not been a satisfactory solution to identifying and locating evolving faults on transmission lines until now. This paper presents an integrated detection and location approach for evolving faults based on transient traveling waves. Evolving faults include two sequential faults, resulting in the change of fault phase. The feature aerial mode of captured current traveling wave only reflects the feature of the second fault occurrence, and is used for analyzing the second fault. By combining traveling wave and transient energy features, fault phase selection can be implemented at two stages: the initial fault occurrence, and the short period before fault clearance. The evolving faults can be determined according to the consistency of the two-stage phase-selection results. Subsequently, the positions of the two successive faults can be precisely acquired by individually implementing the double-ended traveling wave fault location on the initial fault phase as well as the feature aerial mode currents, respectively. Digital simulation studies based on the simulation software PSCAD/EMTDC demonstrate that the proposed method is feasible and effective.     

基于方向行波的小电流接地系统故障选线

从行波传输的角度出发，对小电流接地系统发生故障时的暂态过程进行分析，并通过分析得出以下结论：故障线路的反向电压行波和正向电压行波同时到达，而非故障线路的反向电压行波滞后正向电压行波一定时间后到达；并且故障线路和非故障线路正向电压行波的初始极性相反。利用这两个特征，提出基于正、反向行波能量之比和正向电压行波初始极性的故障选线新判据。通过暂态仿真软件ATP进行仿真，结果证实了上述原理的有效性，且不受故障初相角和过渡电阻的影响。     

线缆混合输电线路故障组合行波测距方法及影响因素研究

电缆-架空线混合输电线路的故障暂态行波具有复杂多变的传播特性。通过理论分析和仿真验证,深入研究电缆-架空线混合线路故障暂态行波的产生机理及传播特性。并基于此阐明混合线路的单双端组合行波测距原理,详细探究了过渡电阻、故障初始相角、故障类型、故障距离对混合输电线路故障电压行波、电流行波的传播特性及组合行波测距精度的影响。同时计算分析了电缆金属屏蔽层单端接地线上的故障电流随故障距离的变化关系。过渡电阻、故障初始相角、故障类型对220 kV电缆-架空线混合线路的故障电压行波、电流行波幅值有显著影响,但对行波的第一个波头到达线路两端所需时间无影响。不同故障位置下,混合线路故障行波的幅值及第一个波头到达两端所需时间不同。电缆金属屏蔽层采用单端接地方式时,电流行波幅值随电缆故障距离增大呈非线性单调递减的特性。