基于双树复小波与分形维数的配电网选线研究

为提高小电流选线装置的准确率,提出了一种双树复小波与分形维数相结合的暂态选线方法。通过对提取到的故障后1/2周期的零序电流进行双树复小波分解,提取特征频带零序电流,最后通过G-P算法求取关联维数,以关联维数作为小电流接地选线判据。通过典型故障实例,分析现场选线装置选线不准确的影响因素,最后通过仿真和实测数据验证,结果证明在不同故障类型的情况下,该方法均能准确的选出故障线路,提高了现场小电流选线装置准确率。     

小电流接地故障选线及定位技术

正书号:978-7-5198-2198-2作者:山东电力研究院定价:45元(彩色印刷)内容简介小电流接地故障选线及定位一直是变电站运维管理的薄弱环节,开展小电流接地故障选线及定位技术的研究和分析有利于提高工程技术人员对小电流接地系统的认识。本书在分析小电流接地系统故障稳态特征和暂态特征的基础上,系统、全面地介绍了目前常用的各种故障选线和定位方法,同时详细介绍了接地选线及定位装置的实验室测试和现场测试方法。结合实际的现场故障案例,详细论述了不同接地故障类型下的电气量特征及变化规律,使读者加深对小电流接地系统的认识。     

小电流接地故障暂态定位技术应用

介绍了一种配电网小电流接地故障暂态定位系统的构成、工作原理及现场应用情况。定位系统利用小电流接地故障在故障点上下游间暂态电流相似性和极性关系实现区段定位。利用站内选线装置消除选线盲区并提高故障监测准确率。利用瞬时接地故障信息对线路绝缘状态进行监测。现场实际运行记录验证了算法的合理性与系统的有效性。     

跨线相继接地故障暂态特征与暂态选线方法适用性

目前,针对小电流接地系统单相接地故障特征的理论分析已经成熟,但对两点相继接地故障暂态特征的研究较少,其与普通单相接地故障的暂态电气量差异以及已有暂态选线方法的适用性尚不明确。针对小电流接地系统跨线同名相和异名相两点相继接地故障暂态特征问题,建立了后发低阻接地故障暂态等值电路,对故障线路暂态特征进行理论分析并与其单独接地时暂态电气量进行了比较,得到了故障线路暂态特征随不同故障条件(过渡电阻、线路电感、系统对地电容、后发故障相)的变化规律,证明了部分暂态选线方法不再适用于后发接地故障并提出了基于连续检测的选线方法。最后,通过数字仿真和现场数据验证了文中分析结果的正确性。     

不同过渡电阻下小电流接地故障暂态选线的适用性分析

暂态原理选线方法是近年来小电流接地故障检测技术的一个重要进展,其中故障点过渡电阻对故障暂态过程和选线方法适用性有决定性的影响。针对低阻和高阻接地情况,分析总结了不接地系统和经消弧线圈接地系统中故障暂态的谐振机理、暂态形态特征、暂态分布特征以及过渡电阻对暂态电流幅值、相位、衰减因子的影响,并分析了现有暂态选线技术的适用性。结果表明:对于小电流接地系统低阻欠阻尼接地故障,现有暂态选线方法是适用的;对于不接地系统高阻过阻尼接地故障,现有暂态选线方法仍适用,但需要提高信号传输与选线装置采集精度;对于谐振接地系统高阻欠阻尼接地故障,现有暂态选线方法不能适用,需要研究新的选线算法。     

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.     

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。     

10kV配电系统中性点接地方式选取的有效性分析

针对10k V配电系统小电流接地方式和故障选线装置的选取,文章对国内中性点接地方式和选线装置基本原理、优缺点以及应用情况进行了梳理总结,并对不同接地方式下不同选线原理装置进行了RTDS仿真和现场试验测试,测试结果表明:不接地方式下,暂态法选线装置选线准确率较高;消弧线圈接地方式下,暂态法和稳态法选线准确率均较低,无法满足选线要求。     

带跳闸功能的暂态小电流装置工程应用研究

小电流系统中性点采用非直接接地方式,单相接地故障时仅流过线路的电容电流,稳态时数值很小,但暂态过程中的暂态信号数值很大,基于暂态信号的小电流接地选线装置,因为暂态信号特征明显所以选线准确率很高。在高准确率的选线装置基础上,开发跳闸逻辑,并投入实际应用,其效果得到充分验证。自带跳闸功能的暂态小电流选线装置可及时准确选出故障线路并直接发跳闸指令切除故障线路,使故障隐患及时排除,极大提高了供电可靠性和系统安全性,降低触电伤害概率。     

小电流接地选线装置现场试验

对于小电流接地系统的配电网,由于其单相接地故障时的电流很小,特别是在采用消弧线圈过补偿的方式时,故障线路的特征更加不明显,采用稳态算法的小电流接地选线装置在正确率上差强人意。介绍了一种采用暂态算法的小电流接地选线原理,并对采用该原理的选线装置进行了4次不同类型的现场人工接地试验,选线正确率为100%。     

小电流接地故障无功功率分析及选线新方法

对于谐振接地系统的单相接地故障,由于现场普遍存在电压互感器(PT)和电流互感器(CT)极性反接的现象,当仅仅利用故障的暂态无功功率方向进行选线时极易发生误选。分析了PT、CT极性反接对故障暂态和工频无功功率的影响,提出一种利用故障的工频无功功率对暂态无功功率进行修正再选线的新方法。即:修正后的暂态无功功率为负值的线路为故障线路,如果所有出线修正后的暂态无功功率都是正值则为母线接地。该方法可以忽略PT和CT的极性反接影响,扩大了选线适用范围。仿真和现场的数据证明了该方法的可行性。     

利用暂态特征的新型小电流接地故障监测系统

介绍一种小电流接地故障监测系统的构成、工作原理及现场应用情况。基于故障产生的暂态零序电压电流在特定频段(SFB)内分量呈容性的关系,利用暂态零序电流幅值比较、极性比较及暂态无功功率方向原理实现故障线路综合选择,并利用瞬时接地故障信息对线路绝缘状态进行监测。该系统结构合理、可适用于配电网自动化系统和变电站自动化系统,检测方法不受消弧线圈、不稳定电弧影响,同时可检测消弧线圈支路接地、网络中存在闭环运行线路等特殊故障。     

一种自适应捕捉特征频带的配电网单相接地故障选线新方案

依据配电网单相接地故障时故障线路故障相与健全相之间故障分量的比值不小于2;健全线路在特征频带内故障相与健全相之间暂态分量的比值明显地小于2,且特征频带随系统结构、故障模式的变化而不确定的特征,提出一种新的单相接地故障选线方案,对于任一条馈线,先由故障相与健全相之间电流故障分量的比值大小判断该线路状态（健全或故障或可能故障）;若为可能故障线路,则自适应地捕捉健全相暂态电流最集中的频带作为特征频带,由此频带内故障相与健全相电流暂态分量的比值大小最终判定该线路的状态（健全或故障）。仿真试验表明：该新方案能正确地判别故障线路和健全线路,且具有较高的灵敏度。     

单相接地故障零模暂态特征的仿真分析

提出了一种基于线路分布参数的小电流接地系统的高精度故障模型,用于分析单相接地故障产生的暂态信号特征及进一步完善基于暂态信息的小电流接地故障选线判据。该模型采用一带有6回10kV架空出线的110kV变电所,利用电磁暂态程序EMTP对不同的故障情况进行了全面的仿真和分析。通过分析仿真数据,得到了如下主要故障暂态特征:特征频带(SFB)内,所有健全线路阻抗和故障线路检测的背后阻抗均呈容性;暂态零模电流频率较为集中,主谐振频率位于SFB内;特征频带内,故障线路零模电流幅值比健全线路大,且极性相反。对由于中性点装设消弧线圈、过渡电阻不同、故障点位置不同以及故障初始角不同对故障暂态的幅值特征和相位特征产生的影响也一并做了讨论。     

基于暂态零序电流比较的小电流接地选线研究

由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因，小电流接地故障检测始终没有彻底解决。分析了故障产生的暂态零序电流特征，根据相频特性将频率分为不同区段，论征了所选用的低频区段界限明确且对所有出线零序电压电流均呈客性关系。分析了其中暂态零序电流的分布规律，提出基于暂态零序电流该特定分量幅值极性比较的选线算法。该方法可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。采用该原理的装置已在现场运行，效果良好。     

基于暂态量和小波包的配电网故障选线方法

分析了配电网单相接地时的故障特征,对现有基于稳态量与暂态量的故障选线方法进行分析比较,指出故障暂态电流幅值比稳态对地电容电流大得多,而且几乎不受消弧线圈影响,因此,利用暂态电流进行选线可以克服稳态选线方法灵敏度低、易受消弧线圈影响的缺点。为了精确提取故障时的暂态信号用于选线,发挥小波包能进行时频联合分析的优势,对发生接地故障时各线路的暂态零序电流进行小波包分解,提取出各频带信号分量的小波包系数。其中,电流采样值直接用于形成故障选线的第1判据,多个高频分量的小波包系数则形成综合判据以提高选线准确性。该方法能适应小电流接地系统中的不同故障模式,选线准确性高。仿真验证了该方法的有效性。     

基于可辨识矩阵的单相接地故障选线新方法

配电网单相接地故障时的故障电气量微弱,必须设法突出故障电气量才有助于提高选线的准确率。针对电气量的幅值比较选线原理,提出了基于可辨识矩阵的幅值比较选线判据。构造了幅值特征量的可辨识矩阵,可辨识矩阵中的元素为各线路中每2条线路幅值特征量的差,使各线路的幅值特征量作相对比较,有效地拉大了故障线路和非故障线路故障判断量的差距,突出了最大故障特征量,极大地提高了保护裕度。ATP和MATLAB仿真验证了该方法的可行性和有效性,能有效地提高选线的准确率。该方法适用于任何一种基于电气量幅值比较原理的选线保护。     

利用暂态信号的配电网小电流接地故障检测技术

小电流接地电网单相接地故障电流小,电弧不稳定,难以检测.文中分析了接地故障暂态过程特征,提出比较暂态零序电流幅值、极性的故障选线新方法.该方法检测可靠、不受消弧线圈、故障点不稳定的影响.提出了记录瞬时性接地故障对线路绝缘进行评估的新思路.实际接地故障录波结果验证了提出的检测方法.     

谐振接地配电系统馈线单相接地故障的暂态电流保护新原理

该文提出了用于中性点谐振(经消弧线圈)接地模式配电网馈线单相接地暂态电流保护的新原理。该保护的判断准则是理论分析的定义，所以是固定不变值，它具有较高的可靠性和灵敏度，毋须整定计算。在谐振接地系统馈线单相接地故障时，故障馈线的故障相暂态电流分量(TCC)与非故障相TCC的差别在于有消弧线圈提供的电感性TCC。为了消除电感性TCC的影响，文中提出了基于正交小波分解算法的、有选择性地提取馈线各相间TCC组合特征频带的测度比值作为判断准则，这样可获得与判断准则。经ATP和MATLAB仿真验证表明：该保护原理具有可行性、有效性和适应性，适合于谐振接地模式的任何配电系统。     

小电流接地故障暂态方向保护原理研究

分析了小电流接地系统接地故障暂态零序电压电流特征。根据线路的相频特性将频率分为不同区段，论证了在一选定的低频区段内，所有健全线路分别可用一集中电容等效；在该选定频段内，故障线路暂态零序电流或无功功率方向与非故障线路相反。据此提出了检测暂态零序容性电流或无功功率方向的暂态方向保护算法。该方法灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。实际故障数据验证了该方法的正确性。