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。     

基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法

现有配电网单相接地故障保护技术在高阻接地故障时无法可靠启动,选相与选线结果易受三相不对称的影响。针对这一问题,提出了基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法。在三相不平衡过电压动态抑制的基础上,分析了故障前后注入电流与馈线零序电流特征。根据故障发生后注入电流变化量特点构建了接地故障动态感知判据,利用注入电流变化量的相角与幅值分别进行故障相识别与过渡电阻计算,通过比较各馈线零序电流变化量有效值进行故障选线。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提方法进行验证,结果表明所提方法能够准确识别高阻接地故障,选相与选线结果不受三相不平衡与系统对地电容大小影响。     

小电流接地系统接地型早期故障扰动特征分析

早期故障用于描述系统中不会导致继电保护动作的瞬时性自恢复故障扰动。基于对早期故障扰动的检测识别可实现对配网的故障预测和预警,对于提升供电可靠性有重要意义。受中性点接地方式影响,小电流接地系统中早期故障将有不同表现形式。针对小电流接地系统特点及其运行要求,分别从等效电路及仿真建模两方面,对该类系统中接地型早期故障的表现形式及其电气量变化特征进行了分析和总结。结果表明,小电流接地系统中接地型早期故障分为"单相接地型"和"异名相两点接地型",同时总结了各种情况下早期故障扰动波形的变化特征。仿真和部分现场故障录波数据证明了分析结论的正确性,研究结论将为小电流接地系统早期故障检测识别及故障预测预警提供重要理论支撑。     

基于小世界网络模型的补偿电网单相接地故障识别与选线

为解决补偿电网接地选线正确率不高,不能识别高阻接地和低阻接地故障的问题,提出了应用小世界网络理论进行单相接地故障识别和选线的新方法。研究了单相接地故障的四种类型,在实验室搭建了低压模拟补偿电网,并针对高阻和低阻接地建立了其故障前后的小世界网络模型,得出了各自的特征参数,以此可以区分不同的故障类型和接地线路。在此基础上,研制了相应的选线装置并进行了接地选线试验。试验结果表明,选线装置能够识别接地故障类型,正确选出接地故障线路,效果令人满意。     

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.     

基于灰色关联度的配电网故障区段定位与类型识别方法

为了更全面准确地对配电网故障进行识别,提出了一种基于灰色关联度的配电网故障区段定位和故障类型识别方法。针对三相电流采用卡伦鲍厄相模变换得到0模、α模、β模,选择变化较为明显的模量,构造反映区段故障的综合模电流作为特征序列,再计算各区段的特征序列与参考正常区段之间的灰色关联度,与门限值比较从而确定故障区段。利用0模、α模、β模分量在故障前后的幅值畸变度,将故障初步分为单相接地、两相接地、相间短路故障三类。根据相模变换关系和不同类型故障的边界条件,选择不同的特征量进行灰色关联度计算,对计算结果分类处理,确定故障类型。IEEE 33节点配电网模型仿真实验结果验证了所提方法能够可靠准确地进行故障区段定位和故障类型识别,不受故障类型、接地电阻和故障相角的影响。     

小电流接地系统接地故障选线方法

针对小电流接地系统单相接地故障自动选线问题,对基于小波分析理论的选线方法进行深入的研究和分析。第一步简述中性点接地的几种方式,讨论小电流接地系统中这几种接地方式的基本原理以及发生故障情况后的电量变化。第二步结合系统故障时的暂态零序电流特征与小波分析理论提出新的选线方法,采用模值极大值判别法解决故障选线问题。第三步通过MATLAB软件里的SIMULINK搭建仿真模型,选取小电流系统在不同支路电压幅值和接地电阻大小等情况下,提出了依据故障线路与非故障线路的首半波尖峰方向和幅值大小进行选线的方法。结果验证了所提故障选线方法的正确性和有效性。     

基于Gradient-Closing变换的接地故障识别

无论陆地配电网或是船舶电网中,单相接地所占故障的比例最大。当前采用高电阻接地方式的电网,在发生金属性接地或电缆单次放电时,接地电阻不但不能抑制过电压,反而使故障点电流增加。从单相接地实验出发,提出一种利用数学形态学中的Gradient变换和Closing变换级联的方式识别接地故障类型的方法。该方法能将金属性接地和间歇性接地区分开,并且忽略掉单次放电的情况。通过大量实验和仿真对该方法进行验证,该方法在不同条件下均有良好的故障识别能力。     

基于Gradient-Closing变换的接地故障识别

无论陆地配电网或是船舶电网中,单相接地所占故障的比例最大.当前采用高电阻接地方式的电网,在发生金属性接地或电缆单次放电时,接地电阻不但不能抑制过电压,反而使故障点电流增加.从单相接地实验出发,提出一种利用数学形态学中的Gradient变换和Closing变换级联的方式识别接地故障类型的方法.该方法能将金属性接地和间歇性接地区分开,并且忽略掉单次放电的情况.通过大量实验和仿真对该方法进行验证,该方法在不同条件下均有良好的故障识别能力.     

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。     

小电流接地故障暂态过程的LC谐振机理

对于小电流接地故障,传统基于健全相充电与故障相放电的暂态机理,尚未得到严格理论或实践验证,且仅能反映部分暂态过程。提出一种基于电感—电容(LC)谐振的小电流接地故障暂态机理,即在建立基于线路分布参数小电流接地故障全网模型的基础上,分析各模网络及同模网络内不同检测点阻抗的依频变化(交替呈现容性与感性)特性,给出其间发生LC串联/并联谐振的条件与能量交换规律。研究发现,小电流接地故障暂态过程由同模网络内单条出线、不同线路间的若干组LC并联/串联谐振以及线模和零模网络间LC串联谐振组成,其中频率最小且能量最大的模网络间串联谐振为主谐振,其产生的暂态电压电流含有明确的故障位置信息且易于利用。     

非线性负荷对小电流接地故障谐波选线的影响分析

针对小电流接地系统单相接地故障的谐波选线原理,分析得出：故障点故障前谐波电压大小是决定选线可靠性的主要因素。通过分析非线性负荷作为谐波源的特征,及正常运行时产生的谐波电压电流在线路中的分布规律,发现非线性负荷谐波源占主导作用的系统中发生稳定性接地故障时,谐波选线可靠性与故障点位置密切相关,总体而言故障点距离非线性负荷较近时选线可靠性较高,而远离非线性负荷时选线可靠性较低。同时,三相负荷非线性程度不对称时,产生谐波电流大的相选线可靠性高。仿真结果验证了上述观点。     

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。     

基于证据理论的小电流选线装置在北京市电力公司的应用

讨论了一种基于证据理论的小电流综合选线方法,该方法主要利用当系统发生小电流接地时提取的信号进行比幅比相法、小波法、首半波法等方法进行连续的计算和判断,通过证据合成规则进行信息融合,最终判断故障所在的线路,大大提高了选线的准确度,内嵌此选线方法的小电流选线装置在北京市电力公司试运行一段时间后证明此选线方法有效。     

小电流接地故障谐波分析及其对谐波选线的影响

针对小电流接地系统单相接地故障的谐波选线原理,分析了电源侧、负荷侧和故障点自身的谐波源及其产生的故障谐波电流特征,在分别分析其独立作用对谐波选线影响的基础上,综合分析了多谐波源共同作用时对谐波选线的影响.研究表明:电源侧和负荷侧谐波源起主导作用,其主要通过故障点故障前谐波电压体现;故障点谐波源产生的谐波电流小、作用可忽略;各谐波源的大小、相位和故障点相对谐波源的位置是影响谐波选线的主要因素.仿真验证了上述观点.     

基于暂态场量的小电流接地故障定位新方法

提出一种利用暂态电磁场信号实现架空线路小电流接地故障定位的新方法.详细分析了线路下方不同方向电磁场的特征,提出利用特征频段内垂直电场的Hilbert变换与水平磁场的乘积计算故障方向,根据故障点前后故障方向的不同确定故障区段.阐述了所述方法的若干性能与抗干扰措施,最后通过仿真和试验验证了该方法的正确性.     

利用空间电磁场感应检测小电流接地故障

针对架空线路小电流接地故障信号不易获取的问题,提出一种利用电磁场感应实现非接触式故障检测的新方法.对三相架空线路周围故障前后的电场和磁场特征进行了深入研究,发现线路下方水平磁场与零模电流基本成比例关系,垂直电场与零模电压基本成比例关系.利用电磁场传感器感应水平磁场和垂直电场可以获取零模电流和零模电压信号,利用获取的故障信号,提取故障特征,可以实现小电流接地故障选线与定位.提出了现场应用方案和需要解决的若干关键问题,最后通过仿真验证了该方法的正确性.     

基于相差统计的小电流单相接地选线新判据

小电流接地系统发生单相接地故障时，故障线路与健全线路在特征频段内零序电流的相位差别是接地选线判据的重要依据之一。文中在详细分析小电流单相接地故障暂态过程的基础上，提出了一种新的基于相差统计的小电流接地系统单相接地选线新判据。这种方法直接利用复小波提取各条线路零序电流各子频段信号的相位，借鉴统计学的方法计算出特征频段内线路间整体的相位差，通过对相位的直接比较选择出故障线路，充分利用了特征频段内的所有信息，计算方法简单可靠，抗干扰能力强，且判据不受系统接地方式、过渡电阻、合闸角的影响。仿真结果表明，这种方法能够可靠地选择出故障线路。     

基于零序电流暂态极大值的小电流接地选线新判据

根据小波变换后的近似系数以及其提供的时域信息,提出了一种基于零序电流暂态极大值的小电流接地故障选线新判据,该判据不受故障初相角、过渡电阻及中性点接地方式的影响.ATP算例仿真验证了该算法的有效性.     

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。