基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法

在配电网中性点不接地及经消弧线圈接地系统中,针对传统接地故障选相方法未考虑泄漏电阻及三相不对称情况导致过渡电阻较高时选相错误的问题,论文提出了基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法,考虑线路泄漏电阻及三相不对称参数,分析了故障相电压和故障前后中性点电压变化量的相位差与消弧线圈补偿状态及线路参数的内在联系,得出了接地故障选相判据,最后提出了配电网接地故障选相方法实现方案。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建配电网接地故障模型,仿真结果表明在不同过渡电阻及消弧线圈不同补偿状态下判据均适用,验证了所提方法的可行性。     

一种基于D-S证据理论和稳态量的配电网故障选相方法研究

以中性点不接地系统发生故障为例,分析了正、负和零序电压、电流故障分量之间的幅值和相位关系,在此基础上,定义了标识故障相别的特征量,建立了故障选相的决策树。定义了每个特征量的基本可信度指派函数,通过D-S证据理论对各个特征量的值进行融合得到故障选相结果。通过在PSCAD/EMTDC环境下建立仿真模型,对提出的选相方法进行了验证,并且研究了方法在中性点谐振接地系统、不同信噪比以及电弧故障下的适应性。仿真结果表明,该方法选相正确率高,抗噪性能强,不受中性点接地方式变化和电弧故障引起的非线性过渡电阻的影响。     

一种基于D-S证据理论和稳态量的配电网故障选相方法研究

以中性点不接地系统发生故障为例,分析了正、负和零序电压、电流故障分量之间的幅值和相位关系,在此基础上,定义了标识故障相别的特征量,建立了故障选相的决策树.定义了每个特征量的基本可信度指派函数,通过D-S证据理论对各个特征量的值进行融合得到故障选相结果.通过在PSCAD/EMTDC环境下建立仿真模型,对提出的选相方法进行了验证,并且研究了方法在中性点谐振接地系统、不同信噪比以及电弧故障下的适应性.仿真结果表明,该方法选相正确率高,抗噪性能强,不受中性点接地方式变化和电弧故障引起的非线性过渡电阻的影响.     

基于对地电容与过渡电阻识别的故障选线方法

在简要分析配电网现有单相接地故障选线方法的优缺点基础上,提出了一种新的选线方法。先利用配电网单相接地故障数据,根据故障前后线路电流电压变化量之间的关系来计算各馈线对地电容,在此基础上估算每条出线故障相的过渡电阻,最后通过比较过渡电阻进行选线。该选线方法不受中性点接地方式、过渡电阻和故障位置的影响,通过仿真分析验证了该方法的有效性。     

变电站直流接地巡检的选线校核机制研究

变电站直流接地巡检装置选线时,会受巡检装置互感器零漂、互感器剩磁、互感器稳定性等因素影响而发生误选或漏选,影响故障排查。在推导平衡电桥法和不平衡电桥法计算接地电阻的基础上,分析接地故障误选、漏选的原因及两种电桥法的局限性。根据故障前后电流电压的状态量、接地电阻的计算量及三者的电气联系进行故障特征辨识,提出基于逻辑事件驱动的自动巡检模式来辨识零漂支路和接地支路,并采用归谬法对接地电阻计算过程进行校核。该巡检模式及校核方法经现场实际数据验证正确、实用,不仅能提高直流查找效率,还为直流系统的状态检修提供了有效信息。     

基于补偿电压突变量的一种实用快速故障选相判据

论述突变量选相应用于(超)高压电力系统的必要性,分析补偿电压突变量的优良特性,并指出现有基于补偿电压突变量的选相判据存在不足。在分析补偿电压突变量在不同故障情况下的特征基础上,基于"突变量元件"提出新的选相判据,该判据将突变量与接近于零的固定门槛值进行比较,解决了故障初期因突变相量未完全形成而造成选相不准确的问题。RTDS仿真结果表明补偿电压突变量选相可以在故障发生后快速、准确的选出故障相。     

基于对地参数跟踪测量的不接地系统单相接地故障选相研究

通过跟踪测量对地参数,实现中性点不接地系统单相接地故障时正确选相。不接地系统由于系统参数的不对称,正常运行时,将在中性点引起一定的电压偏移。当中性点基频电压变化时,在中性点短暂投入适当阻值的电阻,采集电阻投切前后中性点电压的幅值与相位,实现系统对地电导和对地电容的跟踪精确测量。依据前后两次测量的对地参数以及中性点不接地时中性点的基频电压,经过一定的计算,选出接地故障相。Matlab仿真表明该方法能精确测量系统对地参数,并在单相接地故障发生时准确选出故障相。     

相间接地故障时常规选相元件动作行为分析及改进措施

针对高压线路相间接地故障时两故障相对地电阻可能不均衡的现象,通过对典型相间接地故障模型进行分析,总结出故障电流特点,并分析了此类故障情况下两种典型选相元件的动作行为。在此基础上,提出了相电流突变量的附加选相判据结合序分量的选相判据的综合选相方法。PSCAD和RTDS仿真表明两故障相对地电阻不对称的相间接地故障时,可能导致距离保护常规单独基于相间电流突变量原理和序分量原理的选相元件不正确动作,并验证了提出的综合选相方法的有效性。     

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.     

主动干预型消弧装置的附加电阻故障选相方法

正确选定故障相是主动干预型消弧装置正确动作的前提和基础,发生误选将引发更严重的相间短路故障。为提高故障选相准确率,本文提出了一种中性点附加电阻的选相方法。该方法通过投切附加电阻,实现线路对地参数的快速估计;进而利用系统正常状态和故障状态下各相对地参数的变化差异,精确辨别故障相。仿真结果表明,方法性能优于传统的相电压幅值比较法,在高阻接地和电弧接地时仍具有较高的选相准确率。     

基于零序电压调控的故障选线选相新方法

为解决配网高阻接地故障选线与选相准确率较低的问题,提出了一种基于零序电压调控的接地故障选线与选相新方法。通过分析零序电压调控前后各馈线零序电流的相角特征,根据健全线路与故障线路零序电流前后相角差值的绝对值存在明显区别选取故障线路。在完成故障馈线辨识的基础上,利用零序电压调控前后故障线路的零序电流完成故障选相函数的相角值计算,故障选相函数值较小者所对应的相别即为故障相。仿真分析表明,所提方法不仅将选线与选相方法有效结合,而且调节系数灵活多变,适用于不同运行方式下的低、高阻接地故障。     

混压同塔四回线路跨电压故障选相元件动作分析与对策研究

混压同塔四回线发生跨电压故障时,零序互感的存在会对各相故障电流产生较大的影响。针对混压同塔四回线路中发生跨电压不接地故障的情况,主要分析了故障相电流的特征及电流选相元件的动作情况,采用改进复合序网的方法求解故障电流。利用相量图详细讨论了跨电压故障的电流特征及其对相电流差突变量选相元件的影响。针对混压同塔线路跨电压故障可能存在的误选相问题,提出一种基于相电流差突变量与相电流突变量相结合的综合选相方案,以实现正确选相。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔四回线的各类跨电压故障进行大量仿真实验,验证了理论分析的准确性。     

基于相间电阻变化特征的故障选相元件

针对现有选相元件在系统振荡期间存在误选相问题,提出了一种基于相间电阻变化特征的高压输电线路故障选相新原理。发生不对称接地故障时,首先利用零序和负序电流之间的相位关系分成3个区域,每个区域存在单相接地和两相短路接地2种故障类型,在判断出某个分区后根据相间测量电阻的变化特征得到选相结果。在系统振荡期间,健全相相间测量电阻是连续缓慢变化的;短路相之间的相间测量电阻,在发生故障瞬间是突变的,而故障后则基本没有变化。仿真结果表明,发生相间故障时,相间测量电阻不受负荷电流、过渡电阻、分支系数和系统振荡等的影响,该选相元件有很高的动作可靠性和准确性,适用于系统振荡期间的选相元件。     

不对称电网单相接地故障中性点位移电压轨迹分析及应用

忽略不对称电压方向的任意性,不能准确表达配电网单相接地时中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹。考虑系统对地泄露电导及不对称电压方向,建立单相接地故障精确模型,准确分析出非全补偿状态下中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹是一段圆弧,全补偿状态下中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹是一条直线段。分析中性点位移电压轨迹,得到以下结论:接地后故障相电压幅值降低,欠补偿状态下接地后故障相电压超前于故障前该相电压,过补偿状态下接地后故障相电压相位滞后于故障前该相电压,全补偿状态下接地前后故障相电压相位保持不变。比较故障前后三相电压幅值与相位的相对变化关系可实现接地故障相辨识。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了分析结果。     

基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位

针对灵活接地配电网,提出一种基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位方法。首先基于并联小电阻投入前后的负序电压变化量确定故障区域,其次根据零序电流修正投影比例系数判断故障分支从而确定故障区段,然后利用负序电压变化量测量值与计算值之间的偏差计算故障概率,对比故障区段内各个虚拟节点的故障概率进行精确定位,同时提出一种适用于该区段定位方法的测量点优化布置方案。最后利用PSCAD搭建仿真模型,仿真数据分析验证了所提永久性单相接地故障定位方法的有效性及可靠性。     

基于零序电压故障分量相位特征的发电机定子单相接地故障选相

分析了不同中性点接地方式下定子单相接地故障时的机端三相电压特征,指出基于相电压大小的传统选相算法在高阻接地故障时灵敏度低且可能出现误选相。为此提出了一种基于零序电压突变量ΔU0和A相电势EA相位特征的发电机定子单相接地故障选相新原理,计算角度arg(ΔU0/EA),根据该角度所在的相位区域判断故障相。理论分析和仿真验证表明:该方法适用于各种中性点接地方式,提高了选相算法的抗过渡电阻能力;且该方法无需增加额外设备,简单易行。     

小电阻接地系统单相断线故障电压特征分析

小电阻接地配电网发生单相断线(含坠地)故障时,由于过渡电阻大、故障电流小,现有零序过电流保护将拒动。针对小电阻接地配电网分别发生断线不接地、断线并电源侧接地及断线并负荷侧接地3种类型故障,分析断口前后零序电压和线电压特征,发现:断口前后零序电压主要与断线类型、接地点过渡电阻和下游负荷阻抗有关;在3种断线情况下,断口后的零序电压幅值总明显大于断口前的零序电压;断口后故障相分别与2个健全相之间的线电压幅值之和总是等于或者大于正常线电压的幅值,而且明显小于2倍的健全线电压幅值;上述特征在接地电阻为无穷大时依然适用,可用以实现小电阻接地配电网单相断线故障定位。利用Matlab搭建典型配电网模型进行大量仿真,验证了分析结果的正确性。     

补偿电压突变量方向判别元件的健全相动作特性研究

在分析了基于补偿电压突变量方向判据动作特性的基础上,深入讨论了按相构成的方向判据健全相的动作特性。指出在某些系统工况和故障情况下,该保护原理可能存在的不足,并根据健全相与故障相电压突变量幅值变化大小关系提出相应的解决方案,即裕度门槛的自适应整定方法。解决了该元件需要与选相元件配合才能实现超高压线路选相跳闸的不足,不仅实现了各种故障情况下的方向判别,而且能够正确选相,使补偿电压突变量方向元件的优势得以充分发挥。并对该方法进行了仿真验证。     

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。     

补偿电压突变量方向判别元件的健全相动作特性研究

在分析了基于补偿电压突变量方向判据动作特性的基础上,深入讨论了按相构成的方向判据健全相的动作特性.指出在某些系统工况和故障情况下,该保护原理可能存在的不足,并根据健全相与故障相电压突变量幅值变化大小关系提出相应的解决方案,即裕度门槛的自适应整定方法.解决了该元件需要与选相元件配合才能实现超高压线路选相跳闸的不足,不仅实现了各种故障情况下的方向判别,而且能够正确选相,使补偿电压突变量方向元件的优势得以充分发挥.并对该方法进行了仿真验证.