基于暂态零模电流的配电网故障定位新算法研究

分析了配电网暂态零模电流的分布情况,引入了相关性理论,根据故障线路的暂态零模电流有效值最大且与非故障线路的内积小于0,故障点两侧的暂态零模电流极性相反,波形差异大,相关系数小于阀值且接近0的特征,提出了基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法,给出了故障定位步骤.MATLAB仿真结果表明,所提出的基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法正确,具有不受电压初相角、接地电阻、中性点接地方式制约等优点.     

利用暂态电流Hausdorff距离的谐振配电网故障选线方案

针对谐振接地配电网系统高阻单相接地故障时无法可靠准确进行故障选线的问题,提出一种利用暂态高频电流波形差异的故障选线方案。通过分析谐振接地系统单相接地故障时的零序电流特征,发现健全线路与故障线路的暂态电流5、7次分量的波形依旧存在明显差异。利用Hausdorff距离算法比较线路间的暂态电流主要高频分量的波形差异进行故障选线。对各线路的暂态电流分量进行归一化处理,构造了暂态电流分量Hausdorff距离参数的故障选线判据,并设计了故障选线的实现方案。利用Matlab仿真以及试验录波进行计算分析,验证了所提出选线方案的正确性和有效性,尤其是对于配电网高阻单相接地故障具有良好的适用性。     

基于改进欧氏-动态时间弯曲距离的谐振接地配电网单相高阻接地故障选线方法EI北大核心CSCD

针对谐振接地系统发生单相高阻接地故障时单一特征量故障信息不明显,以及故障线路与非故障线路暂态零序电流存在明显差异的特点,提出一种基于改进欧式-动态弯曲距离的单相高阻接地故障选线新方法。将动态弯曲距离与欧式距离相结合,求取各线路故障2个周期后暂态零序电流波形的相似度矩阵,构建各线路波形的综合相似系数,并结合模糊C均值聚类算法,实现单相高阻接地故障选线。对于工程应用中线路参数差异造成的非故障线路暂态零序电流波形相似性低的问题,对原始波形进行预处理,以提高选线方法的可靠性。通过大量仿真,验证选线方法对单相高阻接地故障和各类接地故障的有效性。在噪声干扰、采样不同步、零序电流互感器极性反接、两点高阻接地等极端情况下,选线方法具有较强的鲁棒性和容错性。     

采用Hilbert谱带通滤波和暂态波形识别的谐振接地系统故障选线新方法

利用谐振接地系统发生单相接地故障后,非故障线路的暂态零序电流波形相似,而故障线路暂态零序电流波形与非故障线路差别较大的特点,提出一种基于故障暂态零序电流波形时频局部特征识别的接地选线新方法。将故障后各线路首个工频周波内的零序电流波形经Hilbert谱带通滤波分解为多频带分量,在时域上对各频带分量做等间隔划分,得等面积的时频小块,以其面积为元素生成各线路的分块时频谱矩阵,进而综合运用相关系数法及欧氏距离法求取各线路相对于其他线路的综合相似系数,结合选线判据确定故障线路。仿真结果表明,该选线方法能适应各种故障条件及影响因素,具有裕度高,选线准确等特点。     

基于波形相关性的直流配电网主动式接地故障选线

采用小电流接地方式的直流配电网发生单极接地故障时故障特征较弱,为准确可靠选出故障线路,文中提出基于注入信号波形相关性的接地故障选线方法。所提方法首先将预先设计的附加控制策略施加于直流配电网的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)上,实现探测信号注入。然后结合零模网络,得出故障特征为：各条健全馈线首端计算的特定频率零模电流流向相同、而其与故障馈线首端计算的零模电流流向相反。最后,基于该故障特征设计选线判据,引入皮尔森相关性系数比较各条馈线的归一化零模电流和总归一化零模电流的相关性,根据健全馈线相关性系数接近于1、故障馈线相关性系数接近于-1的特征完成故障选线。仿真结果表明,所提方法在高阻接地故障下能可靠识别发生在母线或各条馈线任意位置的单极接地故障。     

基于Bhattacharyya距离的小电流接地故障选线

提出一种基于Bhattacharyya距离测度零序电流相似性的配电网小电流接地系统故障选线方法,克服小波变换等暂态选线方法存在的难以确定能量频段的问题.通过对不同故障条件下小电流接地系统零序电流分析,发现故障后半个周波内故障线路和非故障线路的暂态波形相似度很低,而非故障线路之间的相似度很高.为此,提出了采用Bhatta-charyya距离作为度量零序电流相似性的配电网小电流接地系统故障选线判据.仿真结果表明,该方法容易实现,对采样频率要求不高,选线准确率和效率高,且不易受过渡电阻、故障初始条件差异等外界因素的干扰.     

利用暂态波形伸缩变换的谐振接地系统故障选线方法

谐振接地系统单相接地时,非故障线路间暂态零序电流波形的相似度高于故障线路与非故障线路暂态零序电流波形的相似度。非故障线路间的相似度主要与线路对地分布电容有关。采用2条线路对地等效电容的比值对暂态零序电流波形进行伸缩变换,以提高波形间的相似度及选线裕度。基于分段相平面分析,求出各线路伸缩变换后暂态零序电流波形的各段相平面轨迹到确定点的欧氏距离,构造可综合表征暂态零序电流波形幅值和极性信息的特征矩阵,对特征矩阵做模糊K均值聚类,选出故障线路。在噪声干扰、电弧故障、采样不同步、不同时间窗等情况下分别对所提方法进行仿真验证,结果表明所提算法适应性强,选线准确、可靠。     

基于分段仿射传播聚类的小电流接地选线法

小电流接地系统在发生接地故障时,为了防止故障范围扩大,需要快速选择故障线路并跳开。传统的小电流接地故障选线方法存在故障特征不显著的难点,使用暂态零序电流作为特征参量,利用接地故障发生时接地相暂态零序电流极性特点,提出了基于分段仿射传播聚类的小电流接地选线法。首先,在故障发生时提取各线路暂态零序电流波形。其次,使用本文提出的分段仿射传播聚类算法,形成各线路暂态零序电流波形的聚类结果代码,进而通过离散度分析识别出故障线路。最后,基于RTDS系统进行了仿真试验。试验结果表明:本文提出的故障选线算法可以准确识别故障线路,具有较高的鲁棒性。     

基于故障特征频带及形态谱的单相接地故障选线

针对谐振接地系统中发生小故障角故障和高阻接地故障的故障选线可靠性不高的问题,利用各线路零模电流暂态分量能量和最大原理构成的特征频带,详细讨论了故障线路和健全线路在不同故障情况下的零模电流在特征频带内的相位幅值差异,避免了传统提取特征频带时无法统一各线路特征频带的不足。基于此提出了综合利用特征频带和数学形态谱的融合判据实现故障选线,利用故障零模电流进行特征频带求取,提取特征频带内电流进行形态谱运算,用形态谱表征特征频带特征。PSCAD/EMTDC及综合实验平台仿真和实测数据表明:一方面零模电流的特征频带能有效滤除信号干扰,使故障线路与健全线路零模电流的幅值和相位差异更显著;另一方面由于形态谱在多刻度下对信号形态进行分析,基于形态谱的选线方法具有较强的抗干扰能力,可靠性更高。     

基于聚类分析和相关分析的故障选线方法

为准确选出谐振接地系统单相接地故障线路,提出一种相关分析与聚类分析相结合的选线方法。根据系统单相接地故障后零序暂态电流在故障线路和健全线路的差异,首先运用相关分析得到各线路零序暂态电流的综合相关系数并以此选取候选故障线路;然后求取各线路零序暂态电流之间的综合欧氏距离,以综合欧氏距离为基础对各线路进行聚类分析,依据聚类结果结合相关分析得到的候选故障线路最终确定故障馈线。理论分析和大量仿真结果表明,该方法可以有效避免运用相关分析法时因各线路零序电流相关性减弱造成的选线误判问题,并且选线结果准确、可靠。     

配电系统中性点接地方式及电阻接地方式

比较了配电系统中性点不同接地方式的优缺点;介绍了中性点电阻选型、接地变压器选型;分析了配电系统经电阻接地对供电可靠性、通信、人身安全、开关维护的影响。指出对电缆为主的配电系统,中性点经电阻接地是优先选择的方式。     

小电流接地系统单相接地机理分析

主要从配电网单相接地的等效电路入手,分析了中性点不接地系统或经消弧线圈接地系统单相接地时,各相对地电压和中性点位移电压的变化特性,其波零序电流和五次谐波零序电流的分布规律,为接地相和接地线路的判别提供了理论依据。     

Hybrid grounding system

This paper presents an application of a hybrid grounding scheme to a paper mill 13.8-kV generator. The article describes the grounding problem, lists user examples of stator ground failure, and provides a theoretical explanation for the problem and resulting generator damage. Various grounding methods used in industrial applications, including an innovative hybrid grounding scheme that maintains continuity of service, controls transient overvoltages, and effectively limits damage to stator iron is presented. Finally various ground protection schemes for the generator grounding and system grounding configurations, and a list of additional resource material is presented.     

变电站接地电网的研究综述

介绍了变电站接地电网的研究动态，对目前该研究领域中的热点问题一接地参数的计算、接地电阻的测量及其接地网的降阻处理等问题进行了分析。运用现代人工智能方法和信息处理技术提高接地电阻测量的准确性和实用性，开发研制降阻效率高、抗腐蚀性好的新型降阻材料将成为接地网降阻的研究方向。     

多次同步异频测量法测量地网接地电阻

使用异频法测量地网工频接地电阻时,电流极引线中的异频电流会在电压极引线上同时感应出感性电压和阻性电压。当测量回路周围存在中性点接地系统的平行架空线路时,架空线路与测量回路间的异频电磁耦合效应也会对测量结果产生影响。因此提出利用多次同步异频法测量大型地网接地电阻,该方法能够减少电压极引线上的异频感应电压对测量结果的影响。仿真结果表明多次同步异频法在各种不同的工况下均能得到准确的接地电阻值。     

一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统中发生故障时选线准确率低的问题,提出一种谐振接地系统单相接地故障选线新方法。通过分析不同线路的零序电流与零序阻抗特征,发现健全线路的零序阻抗始终呈容性,零序电流为纯容性电流;而故障线路零序电流在低频段含有消弧线圈的感性分量,且幅值大于高频段。先使用低通滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流在低频段的信号分量,并对母线零序电压求导;然后比较任意两条线路的零序电流与纯容性电流交叉相乘后乘积的差值,差值最大的为故障线路。分别对不同工况下的单相接地故障进行了仿真验证,结果表明,该方法选线准确,适应性强。     

不同接地方式电缆型配电网单相接地故障下的可靠性评估

为了对不同接地方式下电缆型配电网的可靠性进行评估,对消弧线圈接地方式和小电阻接地方式下线路发生单相接地故障时线路的跳闸率模型进行了分析,结合两种接地方式的特点分析了故障隔离和负荷转移对负荷点可靠性的影响。利用基于故障模式影响分析的最小路法分别建立了两种接地方式下负荷点的长时和短时可靠性指标计算模型。最后,对广东某市电缆型配电网的供电可靠性进行了评估。结果表明:消弧线圈接地方式比小电阻接地方式有更高的可靠性,但随着各馈线之间的联络越来越紧密消弧线圈接地方式的优势越不明显。所得结论能够为电缆型配电网中性点接地方式的选择提供理论参考。     

小电阻接地配电系统集中式接地保护研究

为解决小电阻接地配电系统单相高阻接地故障检测困难和两出线同相接地故障时零序电流保护拒动的问题,提出一种基于中性线与各出线零序电流幅值比较的小电阻接地系统集中式接地保护方案。建立小电阻接地配电系统单相接地故障时等效零序网络,结合相量分析法,提取在不同故障位置、过渡电阻和线路对地电容等条件下单出线单相接地故障和两出线同相接地故障的普适性特征。并挖掘两种故障状态下的共性特征,形成适用于单出线或两出线单相接地故障的接地保护判据,准确地进行故障隔离。该方法利用中性线零序电流与各出线零序电流比值的相对差异,明确区分线路或母线侧单相接地故障,过渡电阻高达1 500 Ω时依然成立。该保护算法启动值低,灵敏度高,定值裕度较大,稳定性好,适合配电网灵活运行方式。仿真结果表明接地故障特征分析结果的正确性和该保护方案的有效性。     

小电流接地系统单相接地故障的处理

论述了小电流接地系统发生单相接地故障的原因、产生危害和对各种故障现象的区分判断,以及变电站实行无人值守后查找处理过程中的注意事项和几种特殊情况,使值班员能够及时准确地判断、查找和处理故障,确保系统安全稳定运行。