基于暂态零序分量的小电流接地故障定位方法

提出一种利用暂态零序电流信号的小电流接地故障定位新方法。通过分析中性点非有效接地系统发生单相接地故障时的暂态特征,发现故障线路故障点同侧(上游或下游)两相邻检测点暂态零序电流信号波形基本相同、幅值相差不大,故障点两侧暂态零序电流相差较大。定义故障参量为暂态持续时间内瞬时零序电流的绝对值和,根据故障区段两端故障参量的变化量最大特征确定故障区段,最后,利用仿真验证了方法的正确性。     

利用电流-电压导数线性度关系的小电流接地系统接地故障选线

更好地利用故障暂态与稳态信息,可以减少小电流接地故障选线算法复杂程度,提高适应性。分析了不接地与经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时,不同出线暂态与稳态电气量的线性度关系,发现:健全线路的零序电流与母线零序电压导数之间始终呈正比例且比例系数为正;故障线路的零序电流与母线零序电压导数呈非线性关系或者比例系数为负的正比例关系。可对零序电流采样值序列与对应的母线零序电压差分值序列进行线性拟合,根据拟合优度及曲线斜率选择故障线路。方法可同时适用于不接地系统与谐振接地系统,且对高阻接地故障仍有较高的选线准确度,与以往的选线方法相比利用了更加丰富的故障电气量,提高了选线算法的适应性与选线的可靠性。仿真验证与现场数据验证了方法的正确性。     

10 kV同杆并架线路小电流接地故障仿真分析

线路走廊稀缺,使得同杆并架线路较为普遍,其更加复杂的耦合关系导致系统单相接地故障特征有所不同。利用MATLAB搭建含同杆并架双回线的10 kV中性点不接地和谐振接地系统,仿真不同故障条件下的小电流接地故障电气量暂态与稳态特征,并与不含同杆并架线路的情况进行比较。得出同杆并架线路接地时,零序电压近似不变,故障点电流的稳态分量与暂态分量均减小,2条并架线路的稳态与暂态电流幅值也减小但方向(极性)不变,仍保持故障线路与健全线路特征;其他线路接地时,同杆并架线路暂态与稳态零序电流均同步减小。     

暂态高频分量能量法小电流接地故障选线

对单相接地故障选线原理的研究,多年来取得了很多成果,但是这些故障选线原理还不具备较高的可靠性和准确性。提出一种小电流接地系统故障选线的新方法,该方法用小波变换提取零序电流暂态信息,并依据故障后一定时段内零序电流暂态高频分量的能量进行故障选线。建立小电流接地系统单相接地故障仿真模型,仿真结果表明该方法对中性点不接地或中性点经消弧线圈接地系统均有效。     

小电流接地系统单相接地故障分析

简述了小电流接地系统单相接地故障选线的意义和影响因素,详细分析了单相接地故障后小电流接地系统零序电流和零序电压的暂、稳态过程;建立了小电流接地系统单相接地故障的MATLAB仿真模型,仿真得到不同故障条件下各条线路的零序电流波形,分析了故障合闸角、过渡电阻和故障距离等因素对零序电流波形的影响。     

关于零序电流的方向

1　继电保护装置接线中易形成零序(包括负序)电流方向测量错误的原因　　迄今为止,反应零序电流的继电保护仍是检测三相系统接地故障的主要方法。系统接地故障时,零序电流的流动由系统零序阻抗分布确定,即使在单侧电源简单的情况下,有时也要加方向判别。多年的实践表明,由于零序回路接线的原因,使零序电流方向误测,而引起保护装置误动作时有发生,其原因有以下几点:(1)零序电压Ｕ0与零序电流Ｉ0之间相位关系与一般电压与所形成的电流相位关系相反。在三相系统不对称的情况下,故障点产生零序电压Ｕ0,在Ｕ0作用下,系统中出现零序电流Ｉ0。Ｕ0按…     

小电流接地系统单相接地故障分析

小电流接地系统主要采取非有效接地运行方式,包括中性点不接地、经高阻接地和中性点经消弧线圈接地3种方式。单相接地故障在配电网故障中所占比例最高,分析单相接地故障在中低压配电网中具有重要意义。分析了系统稳态时对地电容电流以及消弧线圈的电感电流的方向及幅值,并对谐振接地系统补偿方式进行分析。利用MATLAB搭建中性点经消弧线圈接地系统和中性点不接地系统,对故障线路的零序电流波形和补偿方式加以分析,为以后选线和测距提供参考。     

仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。     

基于零序电流幅值分布相似性的小电流接地故障定位方法

小电流接地系统发生单相接地故障后,故障点前后的暂态零序电流波形存在明显差异,一段时间内幅值分布差别大;而故障点上、下游同侧的暂态零序电流波形相似度高,幅值分布差别小。根据各检测点暂态零序电流在故障发生后一段时间内幅值分布的相似性关系确定故障区段,定义幅值分布差异系数,以表征不同检测点之间暂态零序电流幅值分布的相似性。分别计算各区段两侧检测点的幅值分布差异系数,选择幅值分布差异系数最大值对应的区段为故障区段。该方法只用到线路上暂态零序电流信号,故障信号获取方便;只需上传检测点幅值分布序列,数据传输量小。     

小电流接地系统同相异线接地故障选线的研究

分析了小电流接地系统发生同相异线接地故障后零序电流的特征，在完善单点接地故障选线的基础上提出一种针对系统发生同相异线接地故障的选线方法，该方法主要利用零序电流的高频分量进行第一次故障选线，在第一条故障线路退出运行后再利用零序电流的工频段分量进行第二次选线．理论和大量的Matlab仿真表明：该方法适合于各种接地方式的小电流接地系统，具有可靠性高、抗干扰能力强的优点，其中最突出的特点是进一步完善了小电流接地系统故障选线的方法．     

基于暂态相电流的小电流接地故障定位研究

提出一种利用三相电流中的故障电流暂态分量实现小电流接地故障定位的新方法。故障点上游线路,故障相的故障电流暂态分量约等于3倍的上游暂态零模电流,方向为由故障点流向母线;而健全相的故障电流暂态分量约等于故障点下游暂态零模电流,且由母线流向故障点。故障点下游线路,故障相和健全相的故障电流暂态分量均约等于下游暂态零模电流,方向为由故障点流向负荷。在此基础上,定义和求取方向参数,根据故障点两侧方向参数的不同实现故障定位。该方法只需本检测点的三相电流信号,不需电压信号,也不需相邻检测点时钟精确同步。     

小电流接地系统两点单相接地故障选线的研究

分析了小电流接地系统发生两点单相接地故障后零序电流的特征,在完善一点接地故障选线的基础上,提出了一种针对系统发生两点单相接地故障的选线方法,该方法主要利用线路发生两点接地故障时故障线路的暂态零序电流方向与所有非故障线路暂态零序的方向差异最大,母线故障时各线路暂态零序电流方向一致的特点进行第一次故障选线,当该故障线路被切除后,再利用故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流这一特点进行第二次故障选线。理论和大量Matlab仿真表明:该方法适合于各种接地方式的小电流接地系统一点或两点单相接地故障的选线,具有可     

基于Matlab的小电流接地系统单相故障仿真分析

小电流接地系统故障如果不能及时切除,有可能进一步扩大为相间短路故障,对电力系统造成重大损失。本文以Matlab软件Simulink和SimPowerSystem工具箱为平台,对小电流接地系统中性点不接地方式的单相接地故障进行建模,并利用零序电流的幅值、相位判别出故障线路和故障相,从而验证了零序电流比幅比相法对中性点不接地方式单相接地故障判别的有效性。     

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。     

小电流接地系统两点单相接地故障选线的研究

分析了小电流接地系统发生两点单相接地故障后零序电流的特征,在完善一点接地故障选线的基础上,提出了一种针对系统发生两点单相接地故障的选线方法,该方法主要利用线路发生两点接地故障时故障线路的暂态零序电流方向与所有非故障线路暂态零序的方向差异最大,母线故障时各线路暂态零序电流方向一致的特点进行第一次故障选线,当该故障线路被切除后,再利用故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流这一特点进行第二次故障选线.理论和大量Matlab仿真表明:该方法适合于各种接地方式的小电流接地系统一点或两点单相接地故障的选线,具有可靠性高、抗干扰能力强的优点.     

基于暂态信号相频特性的小电流接地选线研究

通过对10 kV小电流接地系统电缆-架空线混合传输线路模型零序网络故障暂态特性的频域分析,论证了在特征频段(SFB) 内,小电流接地系统中健全线路与故障线路的零序电流极性及幅值关系,提出了配电网单相故障检测方法.仿真结果表明运用暂态故障特征量进行接地选线判别,能够准确可靠地对架空线、电缆及混合传输线路的小电流接地故障进行选线,该方法灵敏度高、对传输线路模型及故障状态的适应面广.     

基于暂态信号相频特性的小电流接地选线研究

通过对10 kV小电流接地系统电缆—架空线混合传输线路模型零序网络故障暂态特性的频域分析,论证了在特征频段(SFB) 内,小电流接地系统中健全线路与故障线路的零序电流极性及幅值关系,提出了配电网单相故障检测方法。仿真结果表明运用暂态故障特征量进行接地选线判别,能够准确可靠地对架空线、电缆及混合传输线路的小电流接地故障进行选线,该方法灵敏度高、对传输线路模型及故障状态的适应面广。     

小电流接地系统单相故障的Matlab仿真

小电流接地系统发生单相接地故障导致非故障相电压升高,为防止进一步扩大成两点或多点接地甚至相间短路,应及时采取措施消除该故障。文中利用Matlab对中性点不接地系统单相接地故障进行仿真,重点探讨了仿真模型的搭建过程;通过对各线路零序电流波形的分析,判断出故障线路;通过对故障线路三相电压、电流波形的分析,判断出接地相。该方法简单、准确、可靠,较好解决了中性点不接地系统单相接地问题。     

小电流接地故障暂态分析及区段定位新方法

对于中性点采用非有效接地方式的配电网,利用故障点上游和下游故障暂态电流间相似性关系的小电流接地故障区段定位方法,缺乏严格的理论证明且原理上存在一定盲区易导致定位错误。文中建立了适用于定位的小电流接地故障暂态模型,分析了故障点上游与下游间暂态电流的主谐振频率关系,提出一种综合上下游间暂态电流相似性和极性关系、基于暂态电流比较的区段定位新方法,即故障点位于两侧暂态电流相似但极性相反或首个不相似的区间。对于谐振接地系统,利用各检测点工频电流和暂态电流极性关系的一致性排除了线路电流互感器极性反接的影响。所述方法消除了定位盲区,提高了暂态定位原理的可靠性和适应性,仿真和现场实际故障数据验证了该算法的有效性。     

基于暂态电流的小电流接地故障分界方法

分析了谐振接地系统中用户系统内发生接地故障时,采用稳态零序过电流保护的分界开关拒动的原因。推导出了接地故障暂态零序(模)电流的表达式,分析界内与界外故障时分界开关测量到的暂态零序电流的变化特点,给出了暂态电流最大值与正常运行时稳态电容电流幅值的倍数关系。提出了基于暂态零序电流的接地故障分界方法及其整定原则,分析了暂态分界法的动作特性以及在界内故障时克服消弧线圈影响的效果。在电力系统实时数字仿真(RTDS)系统上进行模拟测试,验证了暂态分界法能够在界内故障时减少消弧线圈的影响、提高正确动作率。