基于零序电流幅值比倍增系数的灵活接地 系统故障选线方法

针对灵活接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出一种基于零序电流幅值比倍增系数的灵活接地系统故障选线方法。首先,分析了系统单相接地故障时并联小电阻投入前后中性点与线路零序电流幅值比的变化特征,即：中性点与健全线路零序电流幅值比增大,而中性点与故障线路零序电流幅值比减小。其次,通过引进倍增系数定量刻画幅值比变化趋势,继而构造故障选线自适应判据。此外,利用中性点电感和电阻间接求解小电阻投入后零序电流幅值微弱的健全线路倍增系数,有效降低因零序CT精度限制所导致的选线误判概率。理论分析和仿真结果表明,该方法耐过渡电阻能力可达3000 ?,无需零序电压信息,可靠且适用性强。     

基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法

目前灵活接地系统的接地保护大多直接采用小电阻接地系统的定时限零序过电流保护,存在高阻接地时保护灵敏度不足以及故障信息利用不充分等问题。通过分析灵活接地系统发生单相接地故障时,并联小电阻投入前后故障点上、下游及健全线路的零序测量导纳特征,发现并联小电阻投入前后故障点下游及健全线路的零序测量导纳不变,模值比为1,而故障点上游线路零序测量导纳的模值比远大于1,基于此提出了基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法。数字仿真和现场试验数据表明,该方法准确率高,不易受线路参数和过渡电阻等因素影响,可与定时限零序过电流保护配合使用,能满足现场实用要求。     

基于零序电流与电压相位差变化的灵活接地系统故障选线方法

目前灵活接地系统大多采用定时限零序过电流保护,高阻接地故障时保护存在易拒动的问题.为解决此问题,提出了基于零序电流与电压相位差变化的选线方法.基于灵活接地系统单相接地故障的零序等效电路,分析了并联小电阻投入前后的电气量变化特征,即非故障线路始端零序电流与母线零序电压相位差不变,而对于故障线路此相位差发生变化,同时分析了过渡电阻对电气量变化特征的影响,发现过渡电阻只影响母线零序电压相位变化量,而对各线路始端零序电流与母线零序电压相位差的变化量无影响,据此提出该选线方法.该方法利用了并联小电阻投入前后电气量的变化特征,无需其他馈线的电气量即可判定故障线路.仿真实验表明该方法在高阻接地故障时仍能准确选线.     

利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线

针对中性点不接地系统单相接地故障选线困难的问题,通过母线故障相接地故障转移与中性点接入小电阻的方式来增强故障信息从而选出故障线路。建立了故障转移阶段、并联电阻投入前后各个阶段的零序网络模型,分析了健全线路和故障线路各自的零序电流幅值的变化特征。在中性点小电阻投入、母线开关分闸前后各馈线零序电流幅值变化明显,健全线路零序电流在母线开关分闸后显著减小而故障线路零序电流增大。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征构建了不接地系统故障选线判据。大量的仿真计算验证了该方法对于不接地系统单相接地故障良好的适应性,有助于进一步提高故障选线准确率。     

利用零序电流相位变化特征的灵活接地系统故障选线方法

针对配电网灵活接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出一种利用零序电流相位变化特征的故障选线方法。详细分析了单相接地故障时各线路与中性点零序电流的相位差变化特征。并联小电阻投入前,各线路与中性点零序电流相位差为180°;并联小电阻投入后,健全线路与中性点零序电流相位差约为90°,而故障线路与中性点零序电流相位差约为180°。通过互相关系数反映各线路与中性点零序电流相位差,并且构造互相关系数差动判据,进一步增强故障特征差异。同时,利用中性点零序电流计算幅值微弱的健全线路零序电流,有效降低零序CT无法准确采集导致故障选线装置误判的风险。PSCAD仿真结果表明,该方法适用于过渡电阻3000Ω以内的接地故障,在零序CT反接、强噪声干扰等极端工况下,依然具有较高的可靠性。     

基于零序阻抗突变特征的谐振接地系统高阻接地故障选线方法

针对配电网谐振接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出了一种利用消弧线圈并联电阻短时投入以增强线路零序阻抗特征的高阻接地故障选线方法.对发生单相接地故障时消弧线圈并联电阻投入前、后同一母线上的健全线路和故障线路的零序阻抗特征进行分析,由分析结果可知:任意健全线路在并联电阻投入前、后其零序阻抗基本保持不变,由线路自身对地电容阻抗构成;故障线路在并联电阻投入后零序阻抗减小,由所有健全线路、消弧线圈支路和并联电阻支路的并联等值阻抗构成.此外,综合考虑故障点电流的限幅要求和零序电压的启动要求分析了并联电阻的取值范围.利用消弧线圈并联电阻投入前、后线路零序阻抗的变化特征构造了故障选线判据,其能够适用于过渡电阻在3000Ω以内的高阻接地故障.利用MATLAB建模仿真,验证了所提故障选线方法的有效性.     

基于过渡电阻评估的灵活接地系统暂态故障选线方法

灵活接地系统发生单相高阻接地故障后,并联小电阻的投入将导致故障稳态分量变小,同时各馈线零序电流稳态幅值变化量差异较小,存在选线难题。分析并联小电阻投入后灵活接地系统暂态故障特征,得到馈线暂态零序电流与母线暂态零序电压及其导数的固有关系,分析小电阻投入时刻与暂态故障特征幅值的关系,从而提出一种基于过渡电阻评估的灵活接地系统暂态故障选线方法。该方法通过小电阻投入产生的低频暂态电压电流评估过渡电阻,进而实现故障选线,不受故障初相角影响,耐过渡电阻能力强,对互感器精度要求低;同时,通过小电阻投入时刻的选择可实现暂态故障特征的最大化调控,可为灵活接地系统选线与保护方法提供新思路。最后,通过仿真和实时数字仿真（RTDS）实验验证了所提方法的正确性。     

基于调节脱谐度的谐振接地系统故障选线方法的研究

针对谐振接地系统经高阻接地时,故障特征信息微弱易导致选线失败问题,提出一种调谐式故障选线方法。详细分析了故障后系统零序电流特征及所提选线方案的抗过渡电阻能力,通过调节脱谐度改变线路零序电流特征,发现故障线路与健全线路零序电流变化方向相反且变化率差异显著。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征差异,构建了调谐式故障选线方法。仿真计算结果表明,该方法准确可靠,高阻接地下可以有效识别故障线路,进一步提高选线准确率。     

热电厂消弧线圈及接地选线的技术改造

提出在单相接地故障瞬时经消弧线圈接地系统投入并联中电阻进行接地选线的新方法.该方法通过理论计算得到与电阻投、切有关的系统系数和各回出线的线路系数,根据系统系数判定是母线接地还是非母线接地,通过线路系数找出接地故障线路.采用所提方法进行系统改造后,零序电流变化量选线和有功功率选线的试验结果表明选线准确性达到100%.     

基于电压-电流分区的灵活接地系统故障保护

为进一步提升灵活接地（中性点经消弧线圈并联小电阻接地）系统接地保护方案的故障处理水平,保障供电系统安全稳定运行。本文通过分析灵活接地系统不同故障状态（并联小电阻投入前后）下健全区段和故障区段零序电压-电流分布特征,提出了基于电压-电流分区的灵活接地系统单相接地故障保护算法。当线路零序阻抗检测值低于定值时,保护动作,并考虑互感器测量精度的影响,设置最小动作电流及拐点电压,提高了该保护算法的灵敏度和可靠性。本方法原理简单,可有效识别系统所处状态并完成故障定位,不易受线路参数及过渡电阻影响,仿真分析和现场试验均验证了该方法的正确性和实用性。     

灵活接地系统中配电网接地保护的适应性分析

目前,灵活接地(消弧线圈并联小电阻接地)系统的接地保护多沿用小电阻接地系统的定时限零序过电流保护,仍存在高阻接地故障时保护灵敏度不足等问题,应用已有的配电网高阻接地保护方法作为后备保护是较合理的解决方案.对灵活接地系统单相接地故障时并联小电阻投入前后各电气量特征进行了分析.首先给出了灵活接地系统中接地保护所面临的问题,...     

高阻接地故障时消弧线圈并联小电阻接地的控制方法研究

中性点经消弧线圈并联小电阻接地方式可以实现自动熄弧与永久接地故障的可靠保护,兼具中性点经消弧线圈接地和经小电阻接地两种方式的优点。但在高阻接地故障时投切并联小电阻可能造成零序电压低于保护装置启动阈值,从而造成保护装置误动,甚至可能加剧故障。为此,提出一种高阻接地故障时并联小电阻投入的控制方法。首先,利用电力系统的基本原理分析了高阻接地故障时并联小电阻投入前后零序电流与零序电压的特征。其次,根据故障线路与非故障线路零序电流与零序电压夹角的异同提出并联小电阻装置退出的判据,据此也提出一种线路故障的保护方法。最后通过仿真验证了所提方法的有效性。     

基于中值电阻投切的故障选线与定位新方法

消弧线圈接地系统并联中值电阻为故障选线与定位增大了信息的可利用度,基于此提出利用中值电阻投入前后工频增量系数的选线与定位方法。分析了中值电阻在系统故障时的投切时间,并梳理了投入前后零序电流工频信息的故障特征及其差异性。研究发现在投切电阻时故障线路零序电流分量突增而健全线路零序电流分量降低;故障区段的上游段零序电流分量突增而下游段零序电流分量降低。针对此差异性,计算投入电阻前后零序电流分量半周积分值的比值为工频增量系数K,基于故障线路与健全线路的K值比较及故障区段的上游与下游K值比较,实现故障选线和区段定位。利用Matlab/Simulink建立混合电缆-架空线系统仿真模型,仿真结果验证了所提出选线定位方法的有效性。     

并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法

针对谐振接地系统对地参数测量不准确以及高阻接地故障选线困难的问题,提出了并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法。基于消弧线圈并联阻尼电阻的投切特性,利用投切阻尼电阻前后零序电压幅值与相位的变化关系,测量系统对地电导与电容参数。在系统正常运行时,通过调整并联阻尼电阻值大小,测量各馈线零序导纳值。在发生接地故障后退出阻尼电阻,测量故障后各馈线零序导纳值,可消除系统参数不对称、互感器采样不同步的影响,主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差,实现故障线路的准确判别。在PSCAD仿真环境下对所提方法进行验证,结果表明：所提方法能够精确测量对地电导与电容参数,测量相对误差不高于0.6%;在不同馈线、不同过渡电阻下发生接地故障时,能准确判别故障线路,耐过渡电阻能力达10 kΩ。     

基于不同时段内积投影的灵活接地系统高阻故障选线方法

针对灵活接地配电系统在发生高阻故障时，无法实现准确选线的问题，通过分析灵活接地系统故障特征得出中性点小电阻投入后故障馈线与健全馈线在零序电流幅值上存在差异，同时，小电阻投入后母线零序电压发生明显降低。由此，提出一种基于中性点小电阻投入前后不同时段下计算内积投影的高阻故障选线方法。首先，将小电阻投入后各馈线零序电流对投入前的母线零序电压做内积投影，由此构建判据1；其次，将小电阻投入后各馈线零序电流对投入前的中性点电流做内积投影，由此构建判据2；最后，当判据1与判据2判定的故障馈线结果一致时，得到故障馈线。大量仿真实验表明，在非同步采样、数据缺失与电弧等故障工况下，该方法具有良好的稳定性，与现有方法对比可知，该文方法判定时间短，且适应电流互感器反接工况。     

灵活接地系统的高阻接地保护研究

灵活接地系统的配电网正常运行时中性点不接地,当发生单相接地故障时中性点自动转为小电阻接地。当前灵活接地系统依靠零序过流保护切除故障,但仍存在高阻接地故障无法准确选线、灵敏度不足的问题,零序过流保护频繁在故障熄弧期间复归,导致故障切除时间长,引起接地变烧毁、110 kV主变跳闸等事故。研究了灵活接地系统的电压电流特性,提出了适用于配电网灵活接地系统方式下的单相接地故障快速处置方法,并基于此设计了一款线路保护测控装置,集成了稳态和暂态量的选线技术,能够精准识别、快速隔离故障,提高了接地故障保护可靠性和灵敏度。     

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。     

基于Spearman相关系数法与有功分量法的高阻接地故障选线方法研究

电力系统中的谐振接地系统发生高阻接地故障时,由于消弧线圈和高阻抗的存在使得故障信号微弱,造成故障选线较为困难,从而危及电力系统的安全运行和电能质量。因此,电力系统的故障选线尤为重要,故提出一种基于Spearman相关系数与有功分量相结合的故障选线方法。首先通过分析线路之间零序电流的幅值,利用零序电流最大值判据判断出母线故障或线路故障,若判断故障为线路故障,再利用零序功率最大值判据初步确定出故障的线路,最后通过Spearman相关系数法分析线路零序功率波形间的相关性来确定出具体发生故障的线路。经PSCAD/EMTDC仿真验证该方法原理清晰,选线逻辑简单可靠且不受故障距离与过渡电阻的影响。     

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。