基于零序电压分布特征的小电流接地故障测距初探

故障测距能够大大提高故障巡线与修复速度,但现有配电网小电流接地故障测距技术存在经济性较差的问题.为此,提出一种基于零序电压分布特征、可在现有配网自动化系统上实现的小电流接地故障测距方法.首先,利用小电流接地故障分布参数等值电路,验证零序电压分布特征作为故障测距判据的可行性.其次,在故障区段已知的基础上,利用配网自动化系...     

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.     

基于HHT配电网不对称接地故障测距新方法

为了增加配电网不对称接地故障的测距精度,减少配电网故障导致的损失,提出一种基于HHT配电网不对称接地故障测距新方法。该方法应用Hilbert-huang变换提取故障零序电流在不同频率段内不同时刻的能量分布特征。应用遗传算法以故障分支、故障类型、故障距离、接地电阻和故障时刻为变量,以不同频率段内能量分布匹配程度为适应度函数,对Matlab/Simulink仿真所得各种不同故障条件下故障零序电流特征与原始故障信号进行特征匹配,利用遗传算法对故障条件进行自动搜索,以能量分布最为匹配的故障点作为输出,故障特征最为匹配的故障条件下的故障点位置即为输出的故障距离。该方法较大程度上提高了配电网不对称接地故障测距的准确性。     

基于Stehfest算法的配网单相接地故障双端测距方法

提出了一种基于Stehfest算法的双端测距方法。该方法采用配网单相接地故障后半周期内的零序电压、电流暂态信息,由Prony算法得到其时域表达式,利用零序网络以及线路分布参数的象函数模型,在不考虑线路零序参数的频率特性和考虑其频率特性两种情况下,分别列写出线路的象函数测距方程。通过Stehfest算法对测距方程进行数值反演计算,并用搜索法求取区间内测距方程的最小值,得到方程的数值计算矩阵,进而以该矩阵行元素平方和最小为目标,确定故障距离。大量的EMTP-ATP仿真实验验证了该方法的正确性。     

瞬时特征下极限学习机在接地故障诊断中的应用

为消除小电流系统下接地故障诊断准确性受系统中性点接地方式、故障类型以及故障位置等因素的影响,分析了系统在各类单相接地故障下的零序电流,提出了一种基于改进的希尔伯特-黄变换和极限学习机的接地故障检测方法。首先用小波变换对信号进行多频带划分,再根据对地电容的充放电特性筛选出的特征频带并进行希尔伯特-黄变换,得到各条线路零序电流的瞬时能量特征,最后利用灰狼算法和粒子群算法对极限学习机进行多层次优化,得到同时具有故障类型识别和选线功能的分类器。设计一款基于数字故障指示器采集和主站数据处理的故障检测系统。经测试,该方法能准确判断故障类型并完成选线,准确度达到90%以上。     

一种基于频率整合法的配电网单相接地故障测距技术

我国中压配电网绝大多数采用中性点非有效接地运行方式,故障类型以单相接地为主。文章首先对配网的单相接地故障过程进行了详细分析,理论上分析了基于故障暂态信号频率进行故障测距的可行性。为了提高测距的可靠性和灵敏性,利用prony算法对故障暂态零序电流信号进行了提取整合,提出了基于频率整合法的单端故障测距方法。最后通过PSCAD/EMTDC软件搭建了仿真线路模型,利用MATLAB进行数据分析和算法仿真,结果验证了文章的测距方法具有较理想的测距效果。     

10kV直配线路单相接地故障测距的新算法

提出了10kV直配线路的单相接地故障测距的新算法,该算法利用故障时接地倒相开关将另一非故障相进行一次瞬时接地所构成的零序故障回路,将单相接地故障转化为两点异相接地故障,从而实现对单相接地故障的准确测距。该方法成功解决了中性点不接地系统单相接地故障时,由于没有故障电流回路而造成测距困难的问题。理论分析和仿真结果证明本文提出的算法原理完善,概念清楚,具有很高的测距精度,而且不受过渡电阻和负荷电流的影响,具有很好的实用性。     

配网高阻接地故障伏安特性分析及检测

中性点有效接地中压配电网常发生弧光高阻接地故障,短路电流小,零序保护无法动作切除,但存在的电弧易引发火灾、人身伤亡等恶性事故。传统故障检测算法一般基于电弧热平衡模型,采用基于傅里叶变换的频域信号分析方法,但在非线性电弧的强噪声环境下检测成功率较低。针对该问题,首先提出了基于固体介质电击穿原理的非线性电弧模型,分析了电路线性元件和高阻接地非线性电阻的伏安特性,从时域角度采用最小二乘线性拟合抽取故障特征,提出了基于故障电阻非线性识别的高阻接地故障检测算法。大量仿真数据和现场试验数据证明了该故障模型比传统模型更精确,且所提检测算法具有较高的灵敏性和可靠性。     

基于频域参数识别的距离保护算法

针对输电线路最常发生的单相接地故障,以最小二乘矩阵束算法为基础,提出了一种在线路末端故障时计算距离准确、在线路末端附近故障时计算距离具有正误差现象的频域距离保护算法。该保护算法的核心是假设故障点之后的零序回路为纯电感线路,列写出在频域具有3个未知变量的线性测距方程。电磁暂态仿真程序的仿真试验表明,在集中参数模型的短距离输电线路上,该保护算法在线路末端故障时测距准确,在线路末端附近经过渡电阻接地故障时不存在超越问题。     

10kV直配线路单相接地故障测距的新算法

提出了10 kV直配线路的单相接地故障测距的新算法,该算法利用故障时接地倒相开关将另一非故障相进行一次瞬时接地所构成的零序故障回路,将单相接地故障转化为两点异相接地故障,从而实现对单相接地故障的准确测距.该方法成功解决了中性点不接地系统单相接地故障时,由于没有故障电流回路而造成测距困难的问题.理论分析和仿真结果证明本文提出的算法原理完善,概念清楚,具有很高的测距精度,而且不受过渡电阻和负荷电流的影响,具有很好的实用性.     

Transmission line fault location for single-phase-to-earth fault onnon-direct-ground neutral system

A new method for locating single-phase-to-earth faults on the transmission line of nondirect ground neutral power systems is presented. The method employs the faulted phase network and zero-sequence network as the fault location models. It effectively eliminates the effect of load and fault resistance on the accuracy of fault location. The technique embodies an accurate location by measuring only one local end data. The method is used in a procedure that provides the automatic determination of faulted line and phase, rather than requires engineer to specify them. Simulation results have shown the effectiveness of the algorithm under the condition of earth fault     

Transmission line fault location for double phase-to-earth fault onnon-direct-ground neutral system

An accurate algorithm for locating double phase-to-earth faults on transmission lines of nondirect ground neutral systems is presented. The algorithm employs the faulted phase network and zero-sequence network as the fault location model. It effectively eliminates the effect of load flow and fault resistance on the accuracy of fault location. The technique embodies an accurate location by measuring only one local end data. The algorithm is used in a procedure that provides the automatic determination of faulted line and phase, rather than requires engineer to specify them. Simulation results have shown the effectiveness of the algorithm under the condition of earth faults     

一种适合于同杆4回线的故障测距方法

在对同杆4回线解耦的基础上,提出了一种适合于同杆4回线的故障测距方法.同杆4回线内部发生故障时,可以将故障分量分解为12序分量,且利用该12序分量进行故障测距.考虑到在任何故障类型下,同杆4回线内部都会存在反序分量,所以提出了基于反序环流分量的故障测距方法.当同杆4回线内部发生故障时,从线路两端计算到故障点的反序环流分量电压相等,利用该关系可以求出故障点的精确位置.由于相互独立的12序分量完全能够解决线间耦合问题,文中提出的测距算法能够精确测距,测距精度不受故障类型影响.大量ATP仿真结果表明所提出的测距算法完全适用于同杆4回线的故障测距,测距精度不受过渡电阻、系统运行方式、线路两端功角的影响.     

基于分布式行波检测的配电网单相接地故障定位方法

为解决复杂树型配电网长期存在的单相接地故障精确定位难题,分析了故障行波模量的传输特性,提出了一种基于两种行波原理组合的故障定位新方法。该方法首先建立多端定位算法查找故障主干线路,缩小故障定位范围;然后提出基于行波模量时差的双端定位算法,利用行波线模分量与零模分量的行波传输时差准确计算故障距离;最后,综合利用多端与双端定位结果确定故障精确位置。经仿真验证,该方法仅需在部分配电线路末端安装行波定位装置即可实现配电网全网线路的精确故障定位,有效节省了装置投资成本,具有数据处理量少、算法实现简单等优点。     

利用测后模拟的谐振接地系统故障选线方法

分析谐振接地系统单相接地故障零序网络特性,提出了着眼于电路响应求解的故障选线测后模拟方法。根据谐振接地系统故障母线零序电压实测值和馈线零序分布电容参数,在依次假设各馈线为健全馈线的前提下,运用测后模拟法定量地求解各馈线的零序电流。比较各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形发现：健全馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形相吻合,具有极强的相似性;而故障馈线零序电流的模拟波形是在假设其正常工作的条件下获取的,实测波形和模拟波形差异较大。对各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形在一定数据窗下进行相关度分析,籍此形成选线判据,实现选线。大量仿真表明,该方法选线准确、可靠。     

一种基于六序网图的同杆双回线故障测距算法

采用六序分量法分析同杆双回线故障中的非跨线故障,并依照故障时故障点的电气量特征列出方程,进行非跨线故障测距.将同杆双回线故障后的电气量转化为同序正序和反序正序分量,根据单回线各种故障类型的边界条件得到各六序网图的连接关系,利用同序正序和反序正序电流在故障点的特殊关系构成测距方程,从而进行精确故障测距.该测距方法使得同杆双回线的故障测距精度不受故障点过渡电阻、回线故障类型的影响.EMTP仿真显示,该测距方法精度高,计算方便,在过渡电阻较大时仍能满足测距精度要求,且不受系统运行方式变化等因素影响.     

Numerical algorithm for overhead lines arcing faults detection anddistance and directional protection

In this paper, an overhead lines protection numerical algorithm, based on one terminal data and derived in the time domain, is presented. The fault location, direction and its nature (arcing or arcless fault) are estimated using the least error squares technique. The faulted phase voltage is modeled as a serial connection of fault resistance and arc voltage, offering more sophisticated line protection. The algorithm can be applied for both ordinary and the high impedance faults detection, distance protection, intelligent autoreclosure, as well as for the purpose of directional relaying. The approach presented does not require the line zero sequence resistance as an input datum. The algorithm is derived for the case of the most frequent single-phase to ground unsymmetrical faults. The results of algorithm testing through computer simulation are given. The influence of remote infeed, fault resistance, higher order harmonies, power system frequency, network topology, line parameters and other factors are investigated and systematically presented. Finally, an example of real life data processing is given     

基于邻接矩阵的低压配电网故障区段定位方法

低压配电网具有线路区段短、分支众多且拓扑结构复杂多变的特点,分布式电源的并网进一步增加了其故障定位的难度。结合图论分析方法和人工智能算法,提出了基于拓扑邻接矩阵的低压配电网故障区段定位方法。首先生成与配电网故障监测单元配置相对应的邻接矩阵,其次建立故障电流在故障监测单元拓扑中的连通性等效模型,根据故障电流从电源到估计故障区段的最短路径计算故障监测信息。以此为基础建立了考虑多重故障的低压配电网故障定位模型并利用粒子群优化算法进行模型求解。仿真算例验证了所提方法能够有效提高故障定位的效率和准确度。     

基于零序电流的单相接地故障定位系统

基于对称分量法对配电网输电线路发生不对称接地故障时零序分量进行分析,提出基于零序电流的配电网故障定位方法.基于零序电流的故障定位方法适用于中性点不接地系统发生单相接地故障时的故障定位,阐述零序分量的原理与特点,介绍零序电流采集系统的基本构成及对于零序电流的滤波放大处理方法,分析零序电流相位的提取与计算,最后总结了零序分量在相位法故障定位的特点及应用前景.     

小电流接地故障暂态监测新技术

介绍了小电流接地故障暂态信号频域特征，基于暂态零序电流特征频段(SFB)分量幅值、极性和无功功率流向关系的故障线路选择算法，以及在此基础上研制的XJ-100小电流接地故障选线及监测系统。该系统结构合理、功能完善，检测灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈、不稳定电弧影响，可适用于配网自动化系统和变电站综合自动化系统，并可利用瞬时接地故障信息对线路绝缘监测提出预警。