行波技术在配电线路接地故障检测中的应用

针对配电网接地故障运行工况较为复杂,故障选线可靠性和故障测距的准确性直接影响到配电网运行的安全性问题,结合行波接地故障选线及测距原理,研究了基于行波法的配电线路故障选线及测距技术。将该技术应用到河南油田下二门变电站中,测试结果表明：该故障选线定位测距方法能够准确求出配电网接地故障段的故障参数,并能对故障进行精确定位测距,提高了配电网故障选线排除效率和测距定位的精确性。     

行波技术在配电线路接地故障检测中的应用

配电网接地故障运行工况较为复杂,故障选线可靠性和故障测距精确性会直接影响到配电网运行的安全性问题。结合行波接地故障选线及测距原理,研究了基于行波法的配电线路故障选线及测距技术。实际测试结果表明,该故障选线定位测距方法能准确求出配电网接地故障段的故障参数,并能对故障进行精确定位测距,提高了配电网故障选线排除效率和测距定位的精确性。     

配电网故障选线与定位发展现状

配电网故障选线与定位对于提高供电能可靠性、增强供电质量具有非常重要的意义。首先分别介绍了利用接地故障特征分量,利用故障相暂态特征分量以及不利用接地故障特征分量的三种选线方法,之后阐述了故障分析法、行波测距法和智能化测距三种定位方法。对不同方法的优缺点进行了分析综述。     

基于无线传感装置的配电网故障定位与自愈系统研究

当前的配电网故障分析中,依然存在接地故障选线不可靠、接地故障无法自动定位与隔离以及难以恢复非故障区段自动供电等问题。据此,提出了一种基于无线传感装置的配电网故障定位与自愈方法。该方法首先基于场感应原理设计了非接触式的无线电压、电流传感装置,该装置具有较高的可靠性、灵活性与经济性;其次提出可适应于含有多T接线路的基于双端行波测距原理的故障选线与定位方法;最后将通信系统、GPS系统、GPRS系统与现有配电网自动化系统进行协调与配合,构成了配电网故障定位与自愈系统。研究分析表明,通过开发配电网故障定位与自愈系统,可有效提高配电网运行的可靠性,具有重要的理论与实际应用价值。     

行波技术在电力系统继电保护中的应用探讨

介绍了故障行波概念和行波理论,分析了行波测距以及行波选线的基本原理,比较了传统工频电气量技术与行波技术在故障测距与接地选线方面的优缺点。针对传统阻抗法与行波单端测距法的不足,分析了阻抗法与单端测距法相结合的组合法之原理,组合法解决了阻抗法和行波单端测距法在故障测距时可靠性和精确性不能兼顾的矛盾,使这两种测距方法的优点完美结合,实现了在故障测距中可靠性与精确性的兼顾。并通过实例分析了行波选线技术的原理以及行波选线技术在配电线路单相接地选线中的应用情况。     

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.     

单-多端行波组合的架空线配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端行波相结合的配电网单相接地故障定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法

配电网多为树形结构,分支多,单端定位或双端定位方法都很难准确定位故障。针对B型行波和配电网树形结构,提出了一种多端行波故障定位方法。该方法利用接地故障时刻产生的行波第1波头到达配电网线路各末端的时刻进行故障定位。利用行波故障定位基础理论,建立了多端行波故障定位的理论依据,考查了定位方案在配电网中的优越性。采用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方案在配电网中遇到的各种情况进行了仿真分析。仿真结果表明,在配电网单相接地故障定位中,多端行波定位法只利用接地故障初期很短时间内的暂态行波信号,接地故障后期的故障发展情况对开始的暂态行波信号并无影响,所以运用多端行波定位法能够快速准确地找到故障点。     

单-多端行波组合的配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端相结合的配电网单相接地故障行波定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距,并进行信息融合,得出最终定位结果。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

单双端行波特征综合考虑的辐射状电网组合测距技术

为提高配电网行波测距的可行性及准确性,提出了一种适用于辐射状电网的组合测距技术。该技术综合考虑单端行波测距及双端行波测距的特点及适用性,首先利用双端行波测距易实现的特点判断故障大致距离,然后基于该故障距离及线路自身参数关系来准确识别故障点反射波和对端母线反射波达到测量端的时刻,从而精确测得故障距离。因此它克服了双端测距受GPS同步对时系统的误差对测距结果影响,以及单端行波测距无法准确辨识故障特征波前的困难。搭建了35 kV单端辐射状电网PSCAD仿真模型,针对不同的故障距离、接地电阻、故障类型分别进行数据分析,通过双端测距的结果准确验证了故障点反射波和对端母线反射波时刻,测距误差在100 m之内。研究结果表明,提出的方法通过单双端行波特征综合考虑的测距方法能实现2种方法的相互印证,提高了单端辐射状配电网行波测距精度。     

基于S变换和可信度决策的谐振接地系统故障选线新方法

为了解决配电网谐振接地系统发生单相接地时故障选线效果欠佳的问题,本文提出了一种基于S变换和可信度决策融合的谐振接地系统故障选线新方法。论文利用S变换强大时频分析能力提取各条线路的复时频矩阵,通过可信度决策融合各条线路幅频矩阵综合相关系数和暂态能量参数两种判据,从而实现自适应地进行故障选线,提高单一选线方法的准确性和灵敏性。本文利用EMTP / ATP软件搭建了10kV配电网混合线路仿真模型,仿真结果表明该方法能够较好融合多种特征量,受中性点接地方式、故障位置、故障电阻、故障初始角、网络结构的影响较小,且判据裕度较高,在不同补偿度下均具有较高的选线准确率。     

基于电压-时间型馈线自动化的小电流接地故障定位方法

在大力开展配电自动化系统建设的背景下,提出一种基于电压-时间型馈线自动化且适用于小电流接地系统的接地故障定位方法。当接地故障发生时,通过小电流接地选线装置对接地线路做出判断,依据故障发生概率从大至小逐条触发变电站出线断路器跳闸,经过设置时间后重合,线路上的馈线自动化开关逐级得电合闸,当合于接地故障点时,在设定时间内开关自动分闸并闭锁,从而实现接地故障的自动定位与隔离,大幅度减少抢修人员的工作量。所提方法无需依赖配电主站、配电网稳定通信、变电站小电流选线装置选线高准确率,仅依靠现有馈线自动化终端简单的逻辑判断便将故障隔离,并恢复非故障线路的供电,具有更高的可靠性。     

基于GA优化BP神经网络的有源配电网高阻接地故障选线方法

当配电网发生高阻接地故障时,逆变型分布式电源的接入会向零序网络中注入不平衡的谐波电流,改变原有故障特征的分布规律,导致传统高阻故障选线方法失效。考虑光伏电源接入对配电网的影响,提出了一种基于GA优化BP神经网络通过融合多种故障特征的有源配电网高阻接地故障选线方法。首先,利用Matlab/Simulink搭建谐振接地系统仿真得到选定周波的故障零序电流,根据小波包变换从中提取小波包能量熵和模极大值,并将其作为数据样本。然后,将数据输入优化后的网络中进行训练,得到能够实现智能选线的机器学习模型。最后,算例分析表明该方法较传统算法提高了迭代速度和训练精度,在多种复杂故障条件下具有良好的选线容错率,且具有一定的抗噪能力。     

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。     

基于DSP的小电流接地系统故障仿真测试系统设计

当前我国配电网一般采用小电流接地方式,其中性点阻抗较大,在发生接地故障时允许配电网带故障运行一段时间。但为避免长时间带故障运行损坏设备及危害周围人员的人身安全,通常需要快速故障选线。近年来配电网的故障选线已经成为研究热点,而对于配电网选线方法的原理进行测试和验证也是十分重要的研究内容。为验证选线原理的正确性和有效性,设计了基于DSP的小电流接地系统故障选线测试系统,结合首半波法对故障模拟仿真计算模块进行测试,实验结果验证了选线原理的实用性和测试系统的可行性,为配电网故障选线技术的应用提供一定参考。     

基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法

现有的架空配电线路在线故障定位方法存在只能确定故障区段的不足,离线故障定位方法则存在故障定位灵敏度低与精度差的问题.针对上述问题,建立高压脉冲冲击线路响应模型,通过分析故障线路电流分布特征与波形差异,提出了一种基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法.该方法使用高压脉冲信号发生器向故障线路注入直流脉冲信号,以相关系数作为波形相似程度的判别依据,通过分析不同测量点电流波形与基准电流波形的相似性差异,实现了故障定位的自动计算,解决了故障尤其是经高阻接地故障定位灵敏度低的问题.分析了不同磁场测量方式与基准信号参考点的选取对故障定位精度的影响,完善了故障离线定位体系,提高了定位精度.仿真以及实际试验表明,该方法可有效实现故障点的精确定位.     

基于小波变换的同杆并架双回线双端行波故障测距

利用小波变换的双端行波测距新方法,可有效提取同杆并架双回线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响,同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量仿真测距结果证实论文方法的测距精度基本不受线路长度、故障位置、故障类型、接地电阻大小等的影响,测距精度能在一个挡距内,满足精确故障定位的要求。     

同杆双回线路行波故障测距的关键问题研究

为了提高同杆双回线路行波故障测距的准确度,针对故障行波选取和行波检测,提出了一种新的故障行波选取方法和行波检测方法。同杆双回线路各相线间耦合复杂,经传统相模变换后的多模分量传播特性差异较大,采用一种新的相模变换,找出多模分量传播规律,解决了故障行波选取困难的问题。当前行波检测方法存在一些技术缺陷,将参数优化的变分模态分解和Teager能量算子相结合应用于行波检测,实现了行波检测方法的自适应性,具有较好的检测效果。采用双端行波测距算法计算故障位置,大量的仿真结果验证了所提方法的可行性和测距结果的准确性。     

基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法

针对直流接地极线路发生远距离、高阻接地故障时,现有故障定位算法精度低的问题,提出了一种基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法。基于线路的分布参数模型,建立了故障后接地极线路故障模量网络,在此基础上利用接地极线路量测端的电压、电流量计算沿线的电压、电流分布,进而得到故障点处的测量阻抗,根据故障点处测量阻抗虚部最小的特点进行故障定位。大量仿真结果表明,该算法可实现接地极线路全长范围内的准确定位,且不受故障位置和分布电容的影响,具有较高的故障定位精度。