用于交流电弧故障检测的间谐波分析方法

针对现有的交流电弧故障检测方法易受某些负载特别是非线性负载的干扰问题,为提高配电线路串、并联电弧故障在线监测的可靠性,依托自主设计的串、并联电弧故障模拟试验装置获取数据并加以分析,本文提出了一种基于信号间谐波特征值的交流电弧故障检测方法.通过该试验装置采集了五类典型负载正常工作和电弧故障两种状态下的电压和电流信号,对滤波后的信号计算其间谐波组的特征值,并对特征值做了进一步的修正,最终给出了阈值区间.该方法检测不同种类的负载可设定统一的判定阈值,且计算量不大,便于实现在线监测.试验数据表明,本方法可有效识别多种负载条件下产生的串、并联电弧故障.     

基于小波系数均差值的低压电弧故障诊断方法

随着电力电子技术在低压领域的广泛应用,一些电器负载正常工作时的电压电流特性与故障电弧的典型特性相似,现有的小波变换故障检测方法难以区分故障电弧和特殊负载正常工作时的相似电弧,文章提出一种基于多分辨率分析的快速小波变换检测故障电弧的新方法。文中方法对负载电流采样数据运用Mallat算法进行多尺度分解,将重构后的小波高频系数的均值及差值作为判据,对多种类型的负载在故障和正常运行条件下的电流特性进行分析验证。结果表明:该检测方法能准确区分故障电弧和相似电弧,辨别特殊负载的能力增强,低压供配电系统中电弧故障断路器故障诊断的准确率提高。与现有方法相比,文中方法具有计算简单、诊断可靠性高等特点。     

基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断

为了实现低压串联故障电弧的有效诊断,基于ULI699标准搭建了交流电压为220V、频率为50Hz的串联故障电弧实验平台,并对不同负载回路正常工作电流以及串联故障电弧电流进行数据采集,提出基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断方法.通过对电流信号进行4层小波包分解,提取小波包能量熵作为特征向量描述故障电弧电流信号在不同频段的能量分布.采用主元分析（PCA）法提取特征向量的主元作为BP神经网络的输入,实现样本最优压缩以简化神经网络结构.仿真结果表明,该方法故障诊断准确率较高,能够有效地识别串联故障电弧.     

基于支持向量机的光伏系统电弧检测方法

光伏发电设备在长期使用中受外力侵袭等因素影响,可能产生电弧故障而引发火灾,准确检测故障电弧是提高光伏系统安全性的关键。文章基于Cassie电弧模型,搭建了光伏系统电弧故障仿真模型,对数种典型环境下的不同故障和正常工况进行仿真,获取了正常工况和电弧故障的电流波形数据,并基于支持向量机对电弧故障特征值进行了分类。结果表明:在正常状态与故障状态下,小波高频分量能量值和模极大值相差两个以上的数量级,可作为电弧检测的故障判据;建立的分类器可以准确检测光伏系统在多种环境条件下不同位置、不同类型的电弧故障,具有较好的泛化能力。     

配电网接地故障电压消弧新方法

随电力系统发展,配电网结构复杂,接地故障电容电流大,常规中性点经消弧线圈接地的电流消弧方式难以满足运行要求.介绍一种中性点非有效接地配电网接地故障电压消弧方法,当发生弧光接地故障时,将一电抗器接入故障相母线与地之间,钳制故障点电压,破坏电弧重燃条件,促进电弧自行熄灭;当发生永久性接地故障时,短接电抗器,旁路接地故障电流,降低故障点区域的跨步电压,并实现故障选线.仿真分析表明：该方法不受电容电流大小的影响,操作简单、成本低、消弧效果好,特别适用于风电场等对地电容电流很大的配电系统.     

低压串联电弧故障电流高次谐波含有率试验

参照国内现有研究成果与美国UL1699标准搭建串联电弧故障实验平台,采集电弧电流与电弧电压数据,提出线路电流高次谐波含有率分析方法.通过对不同负载电路电流数据高次谐波含有率变化情况的分析,总结出电弧故障引起的高次谐波含有率的变化特征.研究结果表明,电弧故障发生时电流高次谐波含有率出现急剧上升(均值增幅大于15%),同时高次谐波含有率不稳定,激烈波动.     

基于Schavemaker模型的串联电弧故障仿真研究

当线路或设备长时间工作时,其绝缘层易出现老化或破损,可能发生串联电弧故障。串联电弧故障因受线路负载限制,电流一般较小达不到断路器阈值,以至于现有断路器无法实现对串联电弧故障保护,是现有电气保护体系的漏洞之一。首先,采用Schavemaker电弧模型分别对线性和非线性负载条件下串联电弧故障进行仿真,分析电弧故障电流、电压和电阻的特点;然后,利用傅立叶变换得到电流和电压的幅值频谱,分析频谱特点;最后,分析电弧参数τ对电弧故障仿真的影响。对电弧仿真模型进行研究,可以更加清楚地了解电弧的物理本质,对电弧故障的检测起到积极作用。     

基于K-means算法的故障电弧检测方法

在正常工作和发生故障时对常见的电阻、电感串并联电路以及整流电路使用Cassie电弧模型进行simulink仿真,得到了不同电路和不同状态时的电流数据.在线性负载电路中,电弧故障电流具有明显的零休特征,但是非线性负载电路不具有此特征.应用快速傅里叶算法进一步分析了其不同状态下的电流谐波变化.利用k-means聚类算法理论...     

小电流接地故障电弧建模及过电压分析

间歇性电弧接地过电压是小电流接地故障最大的危害之一,建立准确的电弧模型是研究过电压特征的基础。基于现有的几种动态电弧模型,提出改进的"控制论"电弧模型,并将该模型应用于小电流接地系统。通过在PSCAD平台上搭建10 kV配电网模型,研究基于工频熄弧和高频熄弧理论仿真间歇性电弧接地故障,并对比分析接地过电压的异同。仿真结果表明,所提电弧模型能够有效反映小电流接地故障的电弧特性,模拟出的过电压符合实际情况。证实在不接地系统中,高频熄弧产生的最大过电压明显高于工频熄弧;而在消弧线圈接地系统中,二者近似相等。     

微机控制的弧光接地保护

弧光接地是威胁电力电网安全运行的严重隐患.目前,常用的保护方法都有一定的缺点.提出了一种新的弧光接地保护方法,即基于微机控制的弧光接地保护.首先介绍了弧光保护的算法和微机保护的原理,然后利用M at-lab分别对M ayr电弧模型和金属故障进行仿真,比较了发生弧光故障和金属故障时线路电压的差别.此方法可快速地灭弧,因而可保证电力系统稳定运行.     

发电机局部放电射频在线监测

本文论述在线检测大型发电机定子绕组股线电弧故障的方法，此方法通过高频电流互感器，监测发电机中性线的射频电流。由于破损绕组股线产生的电弧，导致高频电流流进发电机绕组的中性线，因此电弧传播的射频测量。能够用于早期检测发电机内部发展过程中的异常状态。     

基于CMAC神经网络的低压故障电弧检测

低压供配电线路中的故障电弧由于其电流值小,不足以使传统断路器动作,且电路中存在与故障电弧波形特征相似的负载,使故障电弧成为产生电气火灾的主要原因之一.采用单一判据判断故障电弧,误判率较高.通过搭建实验平台,有效模拟建筑物低压供配电线路中的故障电弧,分析故障电弧特征,提取出表征故障电弧的特征量.使用CMAC神经网络建立模型,将各周期采样点均值的差值和小波高频系数两种判据融合,克服单一判据的不确定性和局限性,所提出的信息融合方法可有效提高辨识故障电弧的准确率.     

基于紫外脉冲法的开关柜弧光监测装置

开关柜电弧故障对电力系统安全运行和人身安全造成了严重威胁,并且国内应用的开关柜弧光保护装置多数是进口的,成本较高,不便于大量安装。通过分析电弧放电光谱中的紫外成分,利用日盲型紫外传感器检测电弧放电中的紫外线,研制基于紫外脉冲法的开关柜弧光监测装置,并通过模拟火花放电和电弧放电进行实验,结果表明,该装置能正确反映不同的放电情况,准确的判断电弧的故障。该装置可用于对开关柜电弧故障的监测,达到保护开关柜、提高供电可靠性的目的。     

基于故障起点检测的电力系统故障数据匹配方法

针对故障信息系统数据进行双端测距时所面临的数据匹配问题,研究故障线路两端匹配数据内在特征的关联性,提出基于数据匹配技术的故障类型判据、负荷电流判据与合闸角判据,通过这三重判据的联动提高数据匹配的可靠性。结合贝叶斯分类算法与突变量电流检测算法各自的优缺点,设计一种突变点检测组合算法,能准确求取相关判据参数,实现故障起点检测。仿真算例表明:在不同故障状态下,突变点检测组合算法具有很好的检测精度与抗干扰能力;运用三重判据进行故障数据匹配具有良好的可靠性。     

基于接地故障类型的综合选线研究

根据大量的实际和模拟实验的故障录波数据,分析了影响小电流接地系统单相接地故障选线可靠性的原因。对接地故障的类型进行了分类,建立了基于接地故障类型判别的小电流接地选线方法,并经现场运行证明了选线的准确性和可靠性。     

RLC串联谐振升压装置及其在交流TIG焊机中的应用

本文就RLC串联回路谐振时电感L产生高压的原理和提高此电压的措施进行了讨论.介绍了一种由RLC串联谐振电路构成的交流TIG焊机引弧稳弧器,试验表明可以解决小电流条件下的引弧和稳弧,效果良好.     

触点分离初速度与电弧能量关系的研究

继电器触点的电磨损量与分断电弧释放的能量直接相关,因此直流电弧的电弧能量对继电器触点的寿命和可靠性有重要影响.研究了触点分离初速度(动触点与静触点刚刚分离时刻的动触点速度)对电弧能量的影响.利用自行设计的实验模型,测量了阻性负载和感性负载条件下继电器常用触点的触点电压和电流曲线,分析了触点分离初速度对液态金属桥能量、金属相电弧能量、气体相电弧能量以及电弧总能量的影响,论证了在一定条件下提高触点分离初速度有利于电弧燃弧能量的减少.研究结果可以为继电器触簧系统设计提供参考和依据,并为继电器的总体优化设计奠定基础.     

基于雷击故障辨识的110 kV输电线路故障巡线策略

雷击是造成输电线路故障的最主要因素之一,为了减轻频繁雷击故障带来的繁重巡检任务,该文提出一种基于雷击故障辨识的巡线策略。首先,测试常用类型绝缘子受雷击冲击后的耐压特性,发现雷击后绝缘子具有无明显下降的绝缘性能特征,为巡线策略的可行性提供试验基础;然后,基于故障行波时域和频域的波形特征,研究线路雷击故障类型的辨识方法;最后,结合试验和理论研究验证该文所提方法的可行性。在湖南某110kV输电线路故障后,利用该文所述方法确定该线路为瞬时性雷击故障,无需巡线,有效降低了巡线成本。该文所提巡线策略可在保证供电可靠性的同时,有效减少巡检工作量,为输电线路运维工作提供基础数据和方法指导。     

动态小波变换在单相重合闸故障判别中的应用研究

分析了输电线路发生单相接地故障时,永久性故障与瞬时性故障电弧燃烧的特性,提出一种基于动态小波变换的自适应单相重合闸故障类型的判别方法。小波变换能够准确地检测到电力系统故障突变信号的特征,而傅里叶变换能够较准确地反映工频信号量,将二者结合起来构成的动态小波变换,不仅可以检测到故障信号中的工频分量,还可以检测到谐波分量。动态小波变换与常规小波变换相比,检测故障突变信号的能力更强。将其用于单相重合闸故障类型的判别,可以在熄弧之前进行判断,具有快速、准确的显著特点。仿真结果验证了该方法的有效性。     

加热切削中等离子弧加热能力的试验研究

本文通过空气等离子弧加热试验，研究了电弧电流，切削速度等因素对等离子弧加热能力的影响，并给出了一些加热切削的实用数据。