基于配电自动化系统的分布式小电流接地故障定位方法

现有依赖主站的集中式小电流接地故障定位方法参与环节多,不同厂家的产品之间不易配合。从系统结构、动态拓扑识别、通信配置以及基本工作模式等方面,验证了分布式故障处理方法可实现小电流接地故障定位。现有的故障定位算法不能适用于分布式控制系统,需提出适用于分布式故障定位的新算法。给出了适用于分布式故障定位的小电流接地故障暂态等值电路,重点分析了故障区段、故障点上游与下游健全区段两侧暂态零序电流相关系数、暂态零序电流有效值系数以及暂态零序电流峰值与工频零序电流幅值之比,提出综合利用上述故障零序电流特征、满足分布式故障处理要求的故障定位算法,可提高小电流接地故障暂态定位技术的适用性,解决不同厂家产品配合的难题。仿真和现场数据验证了所提方法的有效性。     

考虑配电网分布式零序电流关系的单相接地故障定位

配电网单相接地时故障特征弱,难以用传统的行波测距或阻抗法进行精确定位。基于配电线路的分布参数模型,充分考虑单相接地故障稳定后的分布式量测信号关系,分析零序电流、线路参数与故障位置的内在联系。依据故障点前、后的故障电流信息构造故障定位函数,并利用多测点、多时刻的量测数据,构造故障定位矩阵。将求解故障定位矩阵转化成求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解,使用混沌粒子群算法在故障区段内搜索故障点,实现故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中搭建典型10 kV城市配电网模型并模拟单相接地故障,测距结果表明了方法的有效性和可靠性。     

基于高频暂态的３５kV线路多故障点识别研究

对大电流接地系统和小电流接地系统发生多点接地故障时的电压量和电流量进行分析,利用行波法对各类３５kV 线路进行多点故障判定及故障精确定位,最终可知行波法故障测距能够很好地识别出３５kV 小电流系统中存在 的多故障点情况.多次试验和现场故障定位情况表明行波法对于３５kV 线路多故障点定位具有很好的适应性与稳定性.     

分布式行波定位技术在35 kV输电线路应用研究

35 kV系统多采用小电流接地运行方式,其发生故障后,故障点定位一直是研究和应用中的一个难点问题。本文首先对35 kV故障精确定位必要性进行了分析,然后介绍了当前定位技术现状及发展,最后详细介绍了分布式行波定位技术的系统组成及原理,并以实际工程应用监测到的故障案例说明了分布式定位技术实施过程。结果表明,分布式行波定位技术可以实现35 kV线路故障的精确定位。     

基于小波变换的高压电缆混合线路故障定位方法及验证试验

传统基于均匀参数的线路故障定位方法难以实现电缆-架空线混合线路的故障区间判断和故障点精确定位。对此,提出了一种基于小波理论的双端故障精确定位方法,通过对比高压电缆线路首、末端故障电流工频暂态信号的极性以实现故障区间判断,通过采集故障电流的双端行波信号以实现电缆段内故障点的精确定位,并构建了110 kV高压电缆状态仿真试验平台,开展了高压电缆线路区间内和区间外故障模拟试验。结果表明:基于小波理论的故障定位方法可实现混合线路故障区间判断,可准确判断故障点位于高压电缆线路区间内还是区间外;该方法可实现高压电缆线路区间内故障点的精确定位,定位精度偏差小于9.2 m,定位精度取决于行波电流传感器采集精度和同步时钟精度。     

应用于小电流接地电网单相接地故障定位的探测器节点设计

配电网中小电流接地系统单相接地故障的快速精确定位,一直是困扰配电系统自动化的难点。本文在分析S注入法在故障定位的应用效果基础上,提出结合无线通信设计的故障探测节点来实现小电流接地系统的单相故障定位。介绍了基于故障探测器节点的定位实现原理,并针对配点线路特点,提出了探测器的供电方式﹑信号采集﹑通信频率等关键问题的解决办法,并实现了探测器节点的硬软件设计。     

基于故障电流分布因子的单端故障定位方法

为了实现电力电缆的精确定位,提出了一种基于故障电流分布因子的单端故障定位方法。该方法首先根据Kirchhoff电压定理对电力系统等效模型建立表达式,然后检测线路单端三相电压、电流的正序、负序以及零序分量,接着引入故障电流分布因子,用故障类型的加权系数以及故障电流增量值替代故障电流,建立故障定位函数,最后检测出故障距离。仿真实验表明该方法鲁棒性强且具有较高的精确性。     

基干暂态分量的小电流接地系统故障定位新方案

利用ＰＲＯＮＹ算法对小电流接地系统的故障电流暂态过程进行了分析,并根据暂态电流中各分量的频率、阻尼、幅值和相位等参数与故障类型之间的关系,探讨了一种优于传统方式的小电流接地系统电网故障定位的新途径。     

基于IEC 61850的中压配电网单相接地故障定位的研究

为适应配电网环网化的发展现状以及IEC 61850标准不断发展和扩大的趋势,以及进一步提高配电网小电流接地故障定位算法的鲁棒性和精度,根据环网发生单相接地故障时合环前后零序电流潮流发生改变的特性,提出了环网合环零序电流增量法的小电流故障定位方法。该方法具有占用硬件、通信资源少,无需各个测量点时间同步,无需新增专门设备,以及抗干扰能力强等优点。并给出了符合IEC 61850标准的故障定位基本单元的建模,建立了故障定位基本单元的逻辑节点和逻辑设备,提出了基于IEC 61850标准的配电网小电流接地故障定位系统。     

配网自动化系统中小电流接地故障区段定位方法

中国中压配电网以架空线为主,多为小电流系统,单相接地故障占到电网故障总数的80%以上,但中国配网自动化系统基本上没有小电流接地故障定位功能,使配网自动化系统在提高可靠性的作用上大打折扣。给出一种小电流接地故障区段定位新方法,在线路上配置广域相量测量固定测点,获取小电流电网单相接地故障特征信息。基于测点相邻矩阵区段起始测点标识向量和故障路径标识向量概念,提出确定故障区间边界节点算法。物理模拟实验和挂网测试表明:该故障分区分段定位方法能够在线求解小电流接地故障段边界节点,缩小线路维护巡视范围。确定故障区间边界节点算法还可用于确定故障区相关负荷开关,为线路维护和馈线自动化提供依据。     

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。     

基于故障指示器的单相接地故障区段定位方法的研究

针对小电流接地系统中单相接地故障定位困难的问题,首先对基于故障指示器的配电网自动化系统进行了介绍,以故障线路各故障指示器处的零序电流能量作为特征量,结合故障的矩阵算法,判断出发生故障的区间,使故障的人工探索范围更小.仿真结果显示,故障指示器结合零序电流能量和矩阵算法可准确找到故障区段,且不受故障距离的影响.     

基于TDFT非同步采样谐波测量的小电流接地故障信号处理方法

为解决10 kV配网线路高阻故障较多、间歇性接地故障较多、电弧不稳定、配电网网架结构复杂、分支线复杂、负荷随机分布等现象造成的配电网系统接地故障判别、选线、定位监测困难,采用基于TDFT非同步采样谐波测量算法的小电流接地判定算法进行故障判断、定位和隔离接地故障。站所终端DTU在硬件上采用ADSP-BF607作为主处理芯片,其具备DSP和ARM双处理架构,具有处理故障数据速度快、精度高、录波性能好等优势。基于TDFT非同步采样谐波测量算法,得出首半波小电流接地判定方法。为有效判断开关合闸瞬间的涌流,DTU采用离散傅立叶变换结果,通过加权算法变换实现抑制频谱泄漏误差。对传统算法、加窗算法和TDFT非同步采样谐波测量算法进行了比较分析。实验结果表明,基于TDFT非同步采样谐波测量的涌流和小电流接地故障算法设计在10 kV配网系统的小电流接地、隔离接地故障方面准确可靠。     

一种适于多分支输电线路的故障定位新方法

提出一种适于多分支输电线路的故障定位新算法,该方法首先定义了一种节点电流不平衡量,经证明发现该不平衡量仅出现在故障支路所在的节点;利用该指标仅在故障所在支路的节点阻抗矩阵出现非零元素的特性,提出一种基于节点电压假设的故障辨识方法来实现故障支路的准确判断、故障位置的精确定位,并最终将复杂的故障定位算法转化为一元二次方程的求解。大量的仿真实验表明上述方法能有效地解决多分支输电线路的故障定位问题,工程应用适用性强、计算速度快且精确度高。     

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.     

基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位

针对灵活接地配电网,提出一种基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位方法。首先基于并联小电阻投入前后的负序电压变化量确定故障区域,其次根据零序电流修正投影比例系数判断故障分支从而确定故障区段,然后利用负序电压变化量测量值与计算值之间的偏差计算故障概率,对比故障区段内各个虚拟节点的故障概率进行精确定位,同时提出一种适用于该区段定位方法的测量点优化布置方案。最后利用PSCAD搭建仿真模型,仿真数据分析验证了所提永久性单相接地故障定位方法的有效性及可靠性。     

基于故障电流主动控制的柔性直流配电网故障定位方法

为了提高现有柔性直流配电网故障定位方法的性能,保证直流配电网供电可靠性以及故障后快速恢复供电,提出基于故障电流主动控制的柔性直流配电网故障定位方法.利用混合模块化多电平换流器(MMC)的高可控性,将故障电流分为阶段Ⅰ与阶段Ⅱ.阶段Ⅰ主要实现故障电流快速抑制并为阶段Ⅱ平滑过渡提供条件.阶段Ⅱ通过注入特定频率的高频反向电流,实现故障的精确定位.介绍了故障参考电流的设计方法.以非对称"手拉手"式双端直流配电网为典型场景分析其故障定位原理.最后,在PSCAD/EMTDC搭建双端直流配电网仿真模型,验证了所提故障定位方法的可行性.     

一种高速铁路贯通地线断线故障定位方法

结合电路和空间电位分布原理,提出了一种高速铁路贯通地线断线故障定位方法。根据扼流变压器的位置对贯通地线进行区段划分,并通过监测信号电缆护层接地电流变化来确定断线区段。向故障区段钢轨首端注入一定电流,通过测量贯通地线上方的地表电位精确定位断线故障点。采用CDEGS仿真平台搭建高速铁路综合接地系统模型进行验证,仿真结果表明所提出的方法能较精确定位断线点。     

基于FCM聚类的小电流接地系统故障区段定位

提出了一种基于FCM聚类的小电流接地系统的配电网故障区段定位方法。小电流接地系统发生单相接地故障后一段时间内,故障点上下游同侧暂态零序电流波形具有高度相似性,而异侧的波形则不具有相似性。通过构造暂态零序电流幅值序列表征这一特性,采用FCM聚类算法划分故障点上下游区段来实现故障区段定位。该方法仅需故障线路上测量点上传幅值序列,一定程度上降低了测量点的通信压力。仿真试验表明,所提出的方法能够准确定位出故障区段。     

基于有限相量测量单元测量故障分量信息的故障定位算法

提出了一种基于有限同步相量测量单元(PMU)测量故障分量信息的故障定位算法.采用间隔母线配置PMU的布点策略,即在2条配置有PMU的母线之间间隔一条非零注入并且未配置PMU的母线.该算法首先运用叠加原理获得系统的纯故障等值模型,进而对纯故障等值模型进行等价变换,以获得故障线路两端的系统阻抗等值模型和故障点注入电流源的转移等值模型,最后结合这2种等值模型,实现对故障点的精确定位.该算法没有迭代过程,不存在伪根问题,且计算量小.此外,该算法不受电网拓扑、过渡电阻、振荡状态及系统运行方式的影响.动模试验结果验证了该方法的有效性.