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.     

基于相频特性与多频带分析的小电流接地系统故障选线

根据线路的相频特性将频率分为不同的区段，论证了在选定频段（SFB）内，小电流接地系统健全线路零序电流极性与故障线路相反；应用小波包以适当频率带宽对各线路的暂态零序电流进行分解，小波包系数的符号表示相应频段零序电流的极性；在SFB内按照能量最大的原则，确定各线路暂态零序电流分布最集中的频带所对应的小波包分解树节点，通过比较所有线路暂态零序电流在各自能量最大节点处的小波包分解系数的极性，自适应地实现故障选线。PSCAD仿真试验结果表明，该方法能够准确、可靠地实现电缆-架空线混合传输线的小电流接地系统单相故障选线。     

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     

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.     

基于暂态行波的小电流接地系统故障定位

小电流接地系统发生接地故障时,故障电流的稳态分量较小,导致许多基于稳态分析的接地选线装置效果不佳,故障定位不准确.分析了小电流接地系统单相接地时故障线路与非故障线路的零序电流特征,介绍了小波变换、信号奇异性检测及行波测距原理,提出了利用小波变换提取暂态分量作为依据的故障选线方法,该方法对接地故障的暂态分量进行小波变换,通过比较变换后零序电流模极大值的大小和极性判别出故障线路,进而实现行波测距故障定位.MATLAB仿真结果表明,该方法能够准确、可靠地实现故障定位.     

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。     

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。     

小电流接地电网单相接地故障的暂态特性

针对小电流接地系统单相接地故障接地选线困难的问题,通过理论分析、仿真研究和大量6kV模拟实验验证,深入研究了该型故障的特征,着重研究了电弧接地故障时暂态零序测量电流的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系。结果表明:①电弧接地时,零序电压和各馈线零序电流中都有高频衰减的暂态分量。暂态分量的频率主要与变压器漏抗、电网对地电容和相间电容有关,频率约在0.3～3kHz之间。暂态分量的特征基本不受中性点接地方式的影响。②故障线路与非故障线路的暂态零序电流在频率、衰减速度等特性上相同。非故障线路暂态零序电流的大小与本线路对地电容的大小成正比,而故障线路暂态零序电流等于所有非故障线路暂态零序电流之和,但方向相反。③单相接地故障发生在相电压最大值附近时暂态零序电流最大,发生在相电压过零点附近时最小;暂态零序电流的衰减速度随电弧电阻的增大而加快。这些暂态特性可为研究基于单相接地故障暂态分析的接地选线方法提供理论依据。     

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。     

小电流接地系统单相电弧接地故障特征的研究

通过理论分析和大量6kV模拟电弧接地实验,对小电流接地系统单相电弧接地故障时的暂态零序测量电流、零序电压的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系进行了深入的研究和分析。这些暂态分量的特性为研究基于单相接地故障暂态分量分析的接地选线方法提供了理论依据。     

基于随机子空间的小电流接地系统故障选线

将随机子空间辨识方法引入到小电流接地故障选线的应用中,通过ATP仿真结果的计算与分析验证了随机子空间辨识理论在小电流接地故障选线中的有效性。     

单相接地故障综合判据选线研究

通过对影响现有选线准确性因素的分析,认为单相接地选线原理的单一性和选线保护裕度低是影响接地选线准确性的主要原因,提出了基于电弧接地故障的暂态电流互积求和选线法和针对稳态接地故障的导纳互差求和选线法和融合电流选线法的综合选线方法.大量的6 kV电网模拟试验和实际电网运行情况表明,该方法有效地提高了选线的准确性.     

基于注入信号与小波能量的小电流接地故障选线研究

为了解决当小电流接地系统发生单相高阻接地时传统注入法因信号分流无法正确选线的问题,在详细分析了注入法及小波能量法选线的原理后,提出了一种将两者结合的配电网故障选线新方法。首先向发生故障的系统中注入220 Hz特殊频率的信号;对从各条线路中所提取的注入电流展开小波变换;接着使用所得出的小波系数计算小波低频能量;最后通过比较各馈线注入信号能量的大小选线。利用Simulink搭建系统模型并进行仿真实验,其结果可知,虽然故障点距离、故障合闸角大小、中性点接地方式等因素并不能影响新方法的正确选线,但过渡电阻较大时依然选线失败,通过相位比较或图像识别等方法仍能很好的解决此问题,从而大幅提升了注入法选线的正确率。     

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DSP的小电流接地系统故障仿真测试系统设计

当前我国配电网一般采用小电流接地方式,其中性点阻抗较大,在发生接地故障时允许配电网带故障运行一段时间。但为避免长时间带故障运行损坏设备及危害周围人员的人身安全,通常需要快速故障选线。近年来配电网的故障选线已经成为研究热点,而对于配电网选线方法的原理进行测试和验证也是十分重要的研究内容。为验证选线原理的正确性和有效性,设计了基于DSP的小电流接地系统故障选线测试系统,结合首半波法对故障模拟仿真计算模块进行测试,实验结果验证了选线原理的实用性和测试系统的可行性,为配电网故障选线技术的应用提供一定参考。     

基于等效半波注入法的小电流接地故障选线

我国中压配电网多数采用小电流接地运行方式,由于小电流接地系统单相接地故障电流很小并且容易受到外界条件的干扰等原因,故障选线难题多年未得到有效解决。通过对目前已有的故障选线方法进行分析,在原有的直流注入原理的基础上形成了等效半波注入法,通过比较各条线路的零序电流来选线。对等效半波注入法的选线定位理论进行了分析,主要包括确定了注入的半波直流信号的流通路径、形成了该方法的等值电路,并组建了对应的数学模型,在原理上验证了该理论的正确性。最后通过Matlab搭建模型验证该方法能够准确地实现故障选线。     

高电压系统电流在线监测的研究

文中介绍采用空心电流互感器采样电网电流,并将其输出的电压信号放大,处理,转换为频率信号,经空间传送的方案,实现了高电压系统电流在线自动监测。     

基于SCADA系统的小电流接地故障选线方法研究

为了有效改善调度员仍然采用"拉路"法进行选线的现状,利用各级调度机构已有的SCADA系统获取线路的稳态零序电流,提出了基于调度SCADA系统的小电流接地选线方法。新的选线方法能够应用于中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的小电流系统,通过比较各条线路稳态零序电流幅值和变化量辨识故障线路,最多1次拉路操作就能确认故障线路。截至目前,武汉电网已有19座变电站开始应用新的选线方法进行选线,累计14次单相接地故障全部判断正确。实际选线案例和应用过程表明,该方法准确有效,具有广泛的适用性和推广性。     

新型磁控开关型故障限流器拓扑及试验研究

基于饱和铁心型高温超导故障限流器的拓扑,提出了一种适用于中高压电网的磁控开关型故障限流器拓扑结构,在偏置回路中串联了一个限流电感,通过故障前后交流电流的变化自动实现限流电感的退出和接入,从而实现对短路电流的限制,并研制了一台220 V/50 A试验样机。对限流器样机的试验结果表明,磁控开关型故障限流器在正常工作时电压损耗很小,对线路几乎没有影响;故障发生后,限流电感立即自动插入故障回路进行限流,基本不产生谐波,运行控制灵活且简单可靠,对短路电流具有快速、有效的限制作用。     

一种新的融合算法在小电流接地系统故障选线中的应用

由于小电流接地系统的复杂性及单相接地故障的特殊性,各种故障选线方法都有其适用范围,单一的选线方法往往不能很好地满足要求。针对多种选线方法进行模糊综合评判的小电流接地系统故障选线方法,对多种选线方法的模糊隶属函数及权重因子的确定进行了探讨。以相间工频变化量比较法、能量函数法及小波变换法3种接地故障选线方法为例进行了模糊综合评判实例仿真,仿真结果表明该方法具有更高的可靠性。