基于暂态零序无功功率的小电流系统单相接地选线

根据小电流接地系统发生单相接地故障时,在特征频带(SFB)内馈线输入阻抗的相频特性呈容性的特点,利用小波变换提取此频带内的暂态零序电流分量及经Hilbert变换的暂态零序电压分量;采用小波分解后的尺度系数及小波系数求得暂态零序无功功率进行故障选线。经过大量的Matlab仿真测试表明:该选线方法能够准确识别单相接地故障线路,可靠性和灵敏性较高。     

基于暂态零序无功功率的小电流系统单相接地选线

根据小电流接地系统发生单相接地故障时,在特征频带(SFB)内馈线输入阻抗的相频特性呈容性的特点,利用小波变换提取此频带内的暂态零序电流分量及经Hilbert变换的暂态零序电压分量;采用小波分解后的尺度系数及小波系数求得暂态零序无功功率进行故障选线。经过大量的Matlab仿真测试表明:该选线方法能够准确识别单相接地故障线路,可靠性和灵敏性较高。     

谐振接地配电系统馈线单相接地故障的暂态电流保护新原理

该文提出了用于中性点谐振(经消弧线圈)接地模式配电网馈线单相接地暂态电流保护的新原理。该保护的判断准则是理论分析的定义，所以是固定不变值，它具有较高的可靠性和灵敏度，毋须整定计算。在谐振接地系统馈线单相接地故障时，故障馈线的故障相暂态电流分量(TCC)与非故障相TCC的差别在于有消弧线圈提供的电感性TCC。为了消除电感性TCC的影响，文中提出了基于正交小波分解算法的、有选择性地提取馈线各相间TCC组合特征频带的测度比值作为判断准则，这样可获得与判断准则。经ATP和MATLAB仿真验证表明：该保护原理具有可行性、有效性和适应性，适合于谐振接地模式的任何配电系统。     

中性点不接地配电系统馈线单相接地故障的暂态电流保护新原理

当中性点不接地系统发生单相接地故障时，通过对馈线上各相电流暂态分量的形成与分布特征的分析可知：故障相暂态电流分量(Transient Current Component，TCC)是由故障馈线的非故障相提供的自供性TCC和其它非故障馈线提供的相似性TCC组成，该重要特征使基于正交小波分解提取特征频带具有可行性、有效性和稳定性。文中所提出的构成单相接地保护继电器的判断准则是理论分析的定义，所以是固定不变的，即：不需整定计算，适合于中性点不接地模式的任何配电网。该保护方式容易融于分布式馈线保护间隔单元中，不需配置监控系统选线模块或专用选线装置。经过大量的ATP和MATLAB仿真验证表明：该原理能够准确地识别不同类型的单相接地故障，可靠性和灵敏度较高。     

暂态零序电流波形差异的单相接地故障选线

配电网结构日趋复杂,系统发生单相接地故障的概率较高。文中在选定频段(SFB)内配电网零序电流分布特征研究的基础上,提出了基于暂态零序电流波形差异的配电网单相接地故障选线新方法。该方法利用小波包变换引入基于SFB的馈线零序电流特征分量的概念,定义符号化处理后的各馈线零序电流特征分量的互差绝对值之和为馈线零序电流波形差异系数,并根据故障馈线零序电流波形差异系数最大的特点进行选线,凸显了故障馈线与健全馈线之间的差异。PSCAD仿真表明文中方法选线准确率和可靠性高,不受故障电阻、故障距离、中性点接地方式、电弧和噪声的影响。     

一种自适应捕捉特征频带的配电网单相接地故障选线新方案

依据配电网单相接地故障时故障线路故障相与健全相之间故障分量的比值不小于2;健全线路在特征频带内故障相与健全相之间暂态分量的比值明显地小于2,且特征频带随系统结构、故障模式的变化而不确定的特征,提出一种新的单相接地故障选线方案,对于任一条馈线,先由故障相与健全相之间电流故障分量的比值大小判断该线路状态（健全或故障或可能故障）;若为可能故障线路,则自适应地捕捉健全相暂态电流最集中的频带作为特征频带,由此频带内故障相与健全相电流暂态分量的比值大小最终判定该线路的状态（健全或故障）。仿真试验表明：该新方案能正确地判别故障线路和健全线路,且具有较高的灵敏度。     

配电网单相接地保护的研究

为快速识别配电网单相接地故障,断开故障线路并发出故障跳闸信号,仿真分析了配电网单相接地故障时故障线路和正常线路的暂态零序功率的特点,应用小波包精细分析配电网单相接地故障后的暂态零序功率,提取反映故障线路的暂态零序功率特征频带和信号窗长度;以零序电压作为单相接地保护的启动条件,以线路在特征频带和固定时间窗口的暂态零序能量为保护动作判据,构成配电网单相接地的反时限保护。仿真分析表明该单相接地保护动作原理不受短路时刻、接地电弧电阻、线路长度等因素的影响,满足继电保护"四性"要求。     

改进暂态特征突变量的小电流接地系统选线仿真研究

应用小波包良好的频域分频特性,对配电网发生单相接地故障后的线路暂态零序电压和零序电流进行分解,得到其在不同频段的特征量,并利用暂态量突变特征最明显的频带作为特征频带,故障线路与非故障线路小波包分解系数的差别采用计数累加的算法实现故障选线.同时,为了避免弱故障时暂态分量过小引起的误选,结合零序电流有功分量法对弱故障进行判断,进一步提高了选线的正确性.通过仿真结果证明了提出的判据抗干扰能力强,即使在电压过零短路、高阻接地时仍可保持较高的可靠性.     

配电网单相接地故障选线的一种新方法

为了提取故障暂态信号的相位谱特征以进行配电网单相接地故障选线，引入了零序电流解析信号的小波包分解。信号的解析表达形式可以更好地描述信号的幅值、相位和瞬时频率随时间变化的规律；它有着比原信号增大一倍的幅值谱、和原信号相同的相位谱和瞬时频率。小波包克服了小波变换不能对高频序列进一步分解的缺陷，在时域和频域上皆具有良好的局部化特性，可以聚焦被分析信号不同频带的时域特性。通过对构造的零序电流解析信号进行小波包分解，提取在适当频带的信号相位谱，依据故障线路和非故障线路相位谱的不同进行故障选线。理论分析和仿真结果表明：这种基于零序电流解析信号的小波包分解所提取暂态信号相位谱的选线判据具有很高的灵敏性和可靠性。     

采用形态学峰谷检测的谐振接地系统故障选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时暂态量十分丰富。文中对各线路发生故障后1/4周期零序电流的短窗数据进行小波变换,剔除工频所在频带,按能量和最大的原则选取特征频带,并对特征频带下重构的小波系数进行形态学峰谷检测。故障线路零序电流首波头峰谷形态与各线路零序电流首波头整体的峰谷形态相反,据此构成故障选线判据。仿真分析和实录数据验证均表明所提方法选线准确、可靠性高。     

基于快速短接故障相母线熄弧装置的故障区段定位方法

快速短接故障相母线熄弧装置的基本原理是在系统发生单相接地时,迅速在站内将故障相母线金属性接地以限制故障相电压,从而实现熄弧。在配置有快速短接故障相母线熄弧装置的中性点不接地系统中,考虑原故障点消除与原故障点未消除两种情况以及过渡电阻的影响,深入对比分析熄弧装置动作前后故障路径与非故障路径零序电流幅值与相位变化特征差异,结合馈线终端设备,提出利用零序电流幅值比及相位偏移辨识故障路径,实现就地快速故障区段定位,并对定位流程进行设计。利用ATP软件进行不同故障状态下的仿真,仿真结果验证了所提定位方法的正确性。     

A selective single-phase-to-ground fault protection for neutral un-effectively grounded systems

Single-phase-to-ground faults are the most frequent faults likely to occur in power distribution networks. As for a neutral un-effectively grounded system (NUGS), the low fault current is very common in the case of occurrence of a single-phase earth fault, leading to hard identification of the faulty feeder. In conventional way, this target can be possibly achieved by the comparison of the polarities, magnitudes, or the phase angles of the zero-sequence currents of all feeders connected to the same busbar. However, it becomes a difficult task to implement this functionality into the protection of feeder. In this paper, a novel single-phase-to-ground fault protection for NUGS is put forward. Different from conventional centralized-comparison protection, this protection can detect single-phase-to-ground fault on the feeder individually, and can be realized on FTU (Feeder Terminal Unit). It is based on the measurement of the zero-sequence voltage and zero-sequence current. The tripping strategy follows the characteristic of the modified inverse-time delay curve. By means of analyzing the characteristics of the zero-sequence transient currents, it is disclosed that the magnitude of the zero-sequence current of the faulty feeder should be greater than that of any sound feeder. Then a composite compensated voltage is formed based on the zero-sequence voltage and zero-sequence current to evaluate a revising factor for every feeder respectively. Using this revising factor to modify the identical standard inverse-time delay curve adopted by all the feeder zero-sequence overvoltage protections, the tripping time of the zero-sequence overvoltage protections of all feeders will differ from each other. In this case, the selectivity of the protection can be guaranteed. This proposed algorithm is validated with the EMTP simulation tests.     

基于可辨识矩阵的单相接地故障选线新方法

配电网单相接地故障时的故障电气量微弱,必须设法突出故障电气量才有助于提高选线的准确率。针对电气量的幅值比较选线原理,提出了基于可辨识矩阵的幅值比较选线判据。构造了幅值特征量的可辨识矩阵,可辨识矩阵中的元素为各线路中每2条线路幅值特征量的差,使各线路的幅值特征量作相对比较,有效地拉大了故障线路和非故障线路故障判断量的差距,突出了最大故障特征量,极大地提高了保护裕度。ATP和MATLAB仿真验证了该方法的可行性和有效性,能有效地提高选线的准确率。该方法适用于任何一种基于电气量幅值比较原理的选线保护。     

含分布式电源的配电网方向过流保护

含分布式电源的配电网对继电保护装置的动作速度和保护范围提出了更高的要求。文章基于配电网电流正序分量相位的变化,提出一种方向过流保护方案,该方案首先利用故障前一周期和故障后一周期的电流正序分量相角差判定故障方向,然后通过比较三相电流绝对值间隔0.01 s差分后的最大值和最小值之差来判断故障相别。推导了故障方向判据,以10 kV馈线方向保护为例,说明了该保护方案的可靠性和灵敏度,并在双回配电系统中验证了该方案的有效性。     

基于非故障相暂态电流的单相接地故障定位新方法

通过解决两个关键问题,实现了配电系统馈线的高精度故障定位.首先,在分析非有效接地系统单相接地故障时暂态电流分量(TCC)的形成特征的基础上,首次提出以故障馈线的非故障相TCC作为故障测距的基本依据,以避免系统运行方式等不确定因素对故障定位的影响;其次,该TCC经小波变换提取特征频带小波测度序列(WMS),因WMS中各序列号是与故障状态特征各因素互相关联的,因此提出了消除故障瞬时角对WMS影响的校正算法,构造以校正WMS作为神经网络(NN)模型的输入,实现了对故障距离的映射关系,增强了NN的泛化能力.所提出的故障定位原理和方法具有较高的精度.大量的ATP仿真和测试结果证明,所研究的方法是可行和有效的.     

基于暂态量和小波包的配电网故障选线方法

分析了配电网单相接地时的故障特征,对现有基于稳态量与暂态量的故障选线方法进行分析比较,指出故障暂态电流幅值比稳态对地电容电流大得多,而且几乎不受消弧线圈影响,因此,利用暂态电流进行选线可以克服稳态选线方法灵敏度低、易受消弧线圈影响的缺点。为了精确提取故障时的暂态信号用于选线,发挥小波包能进行时频联合分析的优势,对发生接地故障时各线路的暂态零序电流进行小波包分解,提取出各频带信号分量的小波包系数。其中,电流采样值直接用于形成故障选线的第1判据,多个高频分量的小波包系数则形成综合判据以提高选线准确性。该方法能适应小电流接地系统中的不同故障模式,选线准确性高。仿真验证了该方法的有效性。     

小电流接地故障暂态方向保护原理研究

分析了小电流接地系统接地故障暂态零序电压电流特征。根据线路的相频特性将频率分为不同区段，论证了在一选定的低频区段内，所有健全线路分别可用一集中电容等效；在该选定频段内，故障线路暂态零序电流或无功功率方向与非故障线路相反。据此提出了检测暂态零序容性电流或无功功率方向的暂态方向保护算法。该方法灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。实际故障数据验证了该方法的正确性。