基于多判据神经网络的单相自适应重合闸的研究

提出了一种基于多判据神经网络的电力系统单相自适应重合闸优化方案,该方法能够正确进行瞬时故障和永久故障的区分.当瞬时性故障发生时,在短路点电弧熄灭后的恢复电压阶段,断开相各电气量的关系与永久性故障将有本质的不同.在详细分析断开相工频电气量的基础上,用滤波后的采样值通过预处理层构成3种判据,利用神经网络将它们的自适应赋予权值,最后得出正确的结果.经过大量的仿真试验,该方案获得了满意的效果.     

基于模糊综合评价的小电流接地故障选线研究

针对目前配电网小电流接地系统单相接地故障,单一保护算法不能完全满足选线可靠性和灵敏性要求的现状,将模糊理论应用于故障选线,根据单相接地故障的电气特性,选用零序电流比幅算法、五次谐波算法、零序能量算法和小波分析算法作为综合选线的基础判据,建立各选线的故障测度隶属函数。利用最小二乘法,结合客观权重系数和专家经验,确定组合权重系数。在此基础上,采用基于模糊综合评价的多重判据选线方案进行故障选线。在Matlab环境下搭建10kV配电网模型,分别仿真不同故障位置、故障合闸角和过渡电阻以验证理论的有效性及其选线精度的提高。     

基于故障测度概念与证据理论的配电网单相接地故障多判据融合

当故障特征量非常明显时，故障选线结果才比较可靠；当其特征量很微弱时，选线结果则可能是错误的。该文不仅提出了一种故障测度概念，以定量评价线路疑是故障线路的程度，还提出了一种多种利用故障信息的融合选线判据，该判据基于故障测度概念并利用小波分析理论构造了暂态信息故障测度算法：对故障工频信息构造了幅值和相角故障测度算法：运用D-S证据理论实现了多判据信息融合，将多判据选线问题转化为证据推理问题。结合选线问题的特点，将基本信度分配函数设计为相对信度分配函数与可确定信度系数之积形式。多故障信息的融合选线判据使选线性能得到提高，现场实测故障算例证实了文中方法的正确性。     

基于准测距结果的输电线单相故障性质识别

提出利用单相故障恢复电压阶段输电线路两端电气量进行故障测距,确定故障点位置,从而通过故障点电压幅值进行故障性质识别。指出由于断开相恢复电压较低,测量会存在误差,导致测距也会有误差,因此对此测距称为准测距。利用准测距结果可准确判断故障性质。针对工程应用,提出了该方案的工程算法,计算分析结果证明算法精度能够满足工程应用的要求。该判据性能基本不受负荷电流、故障接地电阻、故障位置的影响,但由于需利用线路两端电气量,其可靠性依赖于线路的通信系统。理论分析与仿真实验验证了了所得结论的正确性。     

带并补电抗器超／特高压输电线路单相瞬时故障拍频特性研究

以带并联电抗器补偿的线路为研究对象,深入剖析了单相瞬时故障消失后产生拍频现象的机理和条件,探讨了瞬时故障低频自振分量的频率及幅值衰减特性,以及断开相电气量无显著拍频现象产生的条件。研究结果表明:故障电气量中产生明显拍频现象的条件为瞬时故障且电弧可靠熄灭,但部分瞬时故障由于工频和低频量幅值差过大、频差过小或低频自振分量幅值衰减过快,导致断开相电压与电抗器电流没有明显拍频现象,此时可采用非拍频特征判据实现故障性质识别。大量ATP仿真与物理实验模型仿真验证了上述理论分析的正确性。     

单相自适应重合闸相位判据的研究

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。提出了一种新型区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当瞬时性故障发生时，短路点电弧熄灭后，在恢复电压阶段，断开相电压的大小及其相位都与永久性故障情况有本质不同。在详细分析断开相电压工频分量组成部分的基础上，利用它们的相位特性，提出了单相自适应重合闸的相位判据，并针对输电线路的实际参数、运行方式以及故障条件对判据的影响做了详尽分析，结果表明，相位判据可以准确判定故障性质。该判据方法简单、可靠，而且仅利用单端电气量，易于实现。EMTP仿真测试和现场录波数据测试都验证了该判据的有效性和准确性。     

单相自适应重合闸相位判据的研究

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。提出了一种新型区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当瞬时性故障发生时，短路点电弧熄灭后，在恢复电压阶段，断开相电压的大小及其相位都与永久性故障情况有本质不同。在详细分析断开相电压工频分量组成部分的基础上，利用它们的相位特性，提出了单相自适应重合闸的相位判据，并针对输电线路的实际参数、运行方式以及故障条件对判据的影响做了详尽分析，结果表明，相位判据可以准确判定故障性质。该判据方法简单、可靠，而且仅利用单端电气量，易于实现。EMTP仿真测试和现场录波数据测试都验证了该判据的有效性和准确性。     

特征优化和模糊理论在变压器故障诊断中的应用

针对变压器故障特征与故障类型关系模糊造成的三比值法编码缺失、临界值判据缺损以及同时发生的多种故障难以区分问题,提出了基于特征优化和模糊理论的变压器故障诊断方法。将测量空间中的每种故障数据分别通过高斯核函数映射至希尔伯特空间,利用主成分分析法提取主元,以主元张成的特征子空间作为最优故障特征,据此构造该种故障下的故障测度隶属度函数,根据最大隶属度原则判断故障类型。特征子空间既保留了测量空间的故障特征,同时根据核理论维度拓展特点,又能生成更有效度量故障的新特征,从而建立最优故障特征与故障类型的一一对应关系。实例分析表明,该方法的准确率高,能够弥补三比值法的不足。通过比较故障数据对于每种故障的隶属度,能够获知诊断结果的可靠性,当多种故障同时发生时,诊断结果能够为维修人员提供有益参考。     

基于k可加模糊测度的变压器励磁涌流识别方法

基于模糊理论的变压器励磁涌流识别方法面临判据重要度难以确定的问题,通常情况下依赖于专家经验的做法很难客观反映变压器保护各判据之间的相互作用关系。建立了基于Choquet积分的k可加模糊测度的计算模型,k可加模糊测度在测度的复杂性和表示能力方面做了折中,可以以较小的计算量获得能够反映判据关系的重要性测度。仿真了变压器励磁涌流和内部故障等运行状态,采用二次谐波等三个判据和得到的重要性测度实现了变压器励磁涌流模糊识别方法。仿真分析结果表明该方法得到的判据重要度能够全面反映判据之间的相互作用关系,在此基础上的励磁涌流模糊识别方法可以综合各判据的优势,改善了变压器保护的性能。     

基于改进型相关法的单相自适应重合闸新判据

分析了超、特高压输电线路发生单相瞬时性及永久性接地故障时断开相电压的形成机理，指出瞬时性单相接地故障时断开相计算电压与两健全相电压和沿线变化规律的相似程度远大于永久性接地故障时的相似程度，并在此基础上，提出利用改进型相关法的故障性质识别新判据。该判据综合考虑了断开相计算电压与两健全相电压和的幅值与相位的相似性，使瞬时性故障时的相关系数大于永久性故障时的相关系数。该判据实现简单，高阻接地时仍具有较高灵敏度，且受线路长度、负荷电流及故障距离的影响很小，适用 于不带并联电抗器的超、特高压输电线路。大量仿真实验验证了所得结论的正确性。     

同杆双回线跨线永久性故障识别方法

通过对同杆双回线各种跨线故障类型下跳开相恢复电压特征的研究,提出了一种基于不同回线跳开相端电压差的故障性质识别方法。同杆双回线发生跨线故障后,由于健全相的电容耦合和电磁耦合作用,不同回线的故障跳开相端电压差在瞬时性和永久性故障时会有显著不同。采用不同回线跳开相端电压差的幅值和相位的双重判断,可对不同负载情况下同杆双回线跨线永久性故障进行有效识别。大量的仿真实验表明,所述方法有较高的可靠性。     

超高压线路单相接地故障类型识别的新方法

在带并联电抗器超高压输电线路中,当发生单相接地故障,瞬时性故障时断开恢复电压中存在由于储能元件初始储能引起的自由分量,该自由分量幅值接近或高于其稳态基波分量的幅值,频率低于且接近于工频,因此断开相恢复电压呈拍频性质;而永久性故障时故障点始终存在,线路上各储能元件所储存的能量快速衰减,断开相电压中没有低频振荡分量而仅含有基波量。提出一种判别其两种波形的不同以区别故障性质的方法。该方法原理较简单,具有一定的工程应用前景。     

带并联电抗器同杆双回输电线路故障特性研究

针对一端和两端带并联电抗器的超高压同杆双回输电线路,分析故障相并联电抗器电压的测量值与实际计算值以及中性点小电抗电压特性,提出一种基于故障相并联电抗器电压的计算值与实际测量值之差同中性点小电抗器电压的幅值比来实现区分失压可恢复绝缘故障与失压不可恢复绝缘故障的判别原理。利用该方法可以区分失压可恢复绝缘故障与失压不可恢复绝缘故障,具有较高的灵敏度。利用EMTP对瞬时性故障与永久性故障时故障相并联电抗器的电压特性进行了大量的仿真,结果表明该方法能够有效地判别故障的性质,可靠地实现同杆双回输电线路自适应重合闸。     

三相不对称输电线路单相自适应重合闸的研究

针对某些情况下故障性质判别灵敏度不足的问题,提出了三相不对称输电线路单相自适应重合闸故障性质判别方法。建立了三相不对称输电线路等效电路,推导了断开相恢复电压的计算公式,分析了不同故障性质情况下影响恢复电压幅值大小的因素。研究表明恢复电压幅值受故障性质、潮流方向和大小、故障相别及故障位置的影响。据此提出了新的故障性质判别方法,不同情况下采用相应的判别门槛值。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,能够提高重合闸成功率。     

并联电抗器中性点小电抗的选择及其对单相自适应重合闸的影响

根据单端带并补的输电线路模型,推导了最佳中性点电抗器的取值,以达到对相间电容进行完全补偿并在瞬时性故障时快速熄弧的目的。同时,建立了线路瞬时性故障时的一、二次电弧模型,并在ATP/EMTP中进行了500 kV输电线路瞬时性故障的仿真,仿真包括了输电线路进行导线换位和不换位2种情况,明确了不同中性点电抗器的选择对熄弧时间、潜供电流、恢复电压的影响。由仿真分析发现了传统基于电压幅值、电压畸变的单相自适应重合闸判据的不足。指出自适应重合闸判据应适应线路导线有无换位、有无并补、有无中性点电抗器及中性点电抗器取值大小等情况,从而达到在瞬时性故障时断路器在最佳时间快速重合、永久性故障时不重合的目的。     

Emulation of Auto-Reclosing Scheme with Adaptive Dead Time Control for Protection of Series Compensated Transmission Line

Series compensation plays an important role in smart power grid to improve power transfer capacity and voltage profiles. Majority of faults occurring in grid are transient in nature. However, discrimination between transient fault and permanent fault are contemporary problems in the field of distance protection of transmission line. Auto-reclosure is one of the foremost solutions for the same. This paper demonstrates implementation of auto-reclosing scheme using Modified Full Cycle Discrete Fourier Transform with adaptive dead time control. The fault detection logic is based on monitoring impedance trajectory in the R-X diagram of distance relay. The reclosing instance is identified by examining differential voltage across the contacts of circuit breaker. During transient fault condition, based on the time by which the breaker voltage retarded to normal value (below preset threshold) is used to set adaptive dead time of reclosure. Software validations have been performed with the variation in fault location, fault resistance, and fault location with varying line compensation level. Real time validation is also performed using digital signal controller on laboratory prototype. The outcome of simulation and emulation indicates substantial reduction in dead time indicating effectiveness of the developed scheme.     

基于实时电流幅值的风电整流器故障诊断方法

直驱式风电系统整流器的开路故障会造成机侧交流电流半相缺失、直流侧电压波动、发电机转速波动等问题,严重影响风力发电系统的运行稳定性。文中提出一种基于实时电流幅值的永磁直驱风电系统整流器开路故障诊断方法,利用电机的运行特性来计算实时电流幅值,实现对故障的实时诊断和定位;将故障状态下的电流幅值与设定的电流幅值阈值进行比较,利用电流幅值异常所在区间来判定故障开关管位置,消除误差和外界条件变化带来的误诊断。实验结果验证了理论分析的正确性和故障诊断方法的有效性,通过与其他方法进行对比,验证了文中方法的检测速度和多管故障的诊断能力。     

汽轮发电机组故障诊断中的模糊量化处理

从３个方面分析了汽轮发电机组故障诊断中存在的模糊性问题,从模糊集的概念出发,提出了隶属函数构造的３点原则．对振动征兆、参数征兆和趋势型征兆构造了隶属度函数,分析处理了它们在故障诊断中的模糊量化问题．     

基于电抗器电压暂态特性的直流配电网故障检测方案

直流配电网故障快速可靠检测是柔性直流配电网亟待解决的关键问题之一。基于柔性直流配电网的数学模型,详细分析了辐射状直流配电网的故障特性;区内故障时,安装于线路首端的直流电抗器两端的电压微分小于零;区外故障时,故障特性与之相反。在此基础上,提出了一种基于直流电抗器电压暂态特性的故障检测方案。利用直流电抗器电压微分实现区内、外故障的快速可靠检测;利用正、负极直流电抗器暂态电压幅值实现故障类型的准确判别。所提方案仅利用直流电抗器两端的电压及电压微分即可实现故障的准确快速检测,方案原理简单,硬件要求低,易于实现。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建辐射状直流配电网模型,仿真结果验证了所提方案的有效性与可行性。