基于故障分量原理的配电网高阻接地故障检测方法

配电网中发生高阻接地故障时,短路电流小于传统过流保护的阈值,无法被常规保护装置检测和清除。若不及时消除短路电路,极易演化成严重故障。针对该问题,文中首先分析发生高阻接地故障时配电网的故障分量特征和基于母线处的正序电压故障分量与其相连接的各馈线正序电流故障分量的相位差特征,给出适用于配电网高阻接地故障检测的故障判据。然后,为解决配高阻接地故障检测过程中系统不平衡引起的一系列问题,制定了相应的故障检测启动判据。基于该故障检测判据和启动判据,制定基于故障分量原理的配电网高阻接地故障检测方法。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立含架空线路的中压配电网模型,仿真结果验证了所提高阻接地故障检测方法的正确性。     

人工智能在配电网高阻接地故障检测中的应用及展望

配电网发生高阻接地故障时,接地电阻较大并伴随着电弧熄灭与重燃,导致故障电流很小且随机性强,传统过电流保护装置无法辨识和动作。人工智能技术提高了高阻接地故障检测的灵敏性和准确率。本文首先介绍了高阻接地故障检测数据库的构建方法;然后从信号采集、特征提取以及分类器选取对人工智能在高阻接地故障识别的应用进行了分析和探讨;最后总结了人工智能应用于高阻接地故障检测需要解决的关键问题,为后续相关研究提供了解决思路。     

基于故障电阻测量的小电流接地系统保护方法

为解决小电流接地系统高阻接地故障检测的难题,分析了单相接地故障前后相电流变化特征:故障线路的故障相与非故障相电流变化量之差等于接地故障电流,非故障线路的故障相与非故障相电流变化量相等;并由故障相电压与故障电流之比计算出接地故障电阻,发明了基于接地故障电阻测量的高阻接地保护方法。EMTP仿真分析和动模实验测试结果表明,该保护方法能够保护各种高阻接地故障,具有较高的保护精度和可靠性,适合在配电自动化终端单元(FTU)上就地实现。     

小电阻接地系统高阻接地故障反时限零序过电流保护

目前小电阻接地系统接地保护主要采用零序过电流保护,其保护动作值较高,但发生高阻接地故障时保护 装置容易拒动.结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地系统单相高阻接地故障零序电流分布特征以及零序 电压与零序电流关系的基础上,提出了一种新型的反时限零序过电流保护方法.通过各出线保护间的时间配合可使保 护装置的启动电流定值无需躲过本线路的最大电容电流,并且通过构造修正系数来提高高阻接地故障时检测到的等效 零序电流的大小,从而提高高阻接地故障保护能力,消除因电流互感器测量误差而造成的拒动问题.     

基于小波能量矩的高阻接地故障检测方法

中性点不接地中压配电网时常发生高阻接地故障,普通的零序电流保护难以对其检测。通过对仿真和实验得到的高阻接地故障电流信号进行频谱分析,发现其高频分量分布显著区别于系统其他扰动暂态信号。由此,引入小波能量矩算法,通过对高频段能量矩进行归一化、求和及取对数处理,提出了一种高阻接地故障的检测方法,该方法只需要利用故障后第1个工频周期内的电流信号,通过小波能量矩分析得到诊断判据,即可实现高阻接地故障的有效识别。大量的仿真和实测数据表明,该方法适应性强,且不受线路非高阻接地故障暂态信号的影响。     

有源柔性接地配电网弧光高阻接地故障检测方法

针对配电网高阻接地尤其是弧光高阻接地故障检测准确率低的问题,该文采用中性点注入电流增量的方式构造故障诊断特征参量,提出配电网高阻接地故障检测新方法,对弧光高阻接地故障有着较高检测灵敏度。实际应用中,仅需向配电网注入选定的电流增量,测量电网零序电压和线路零序电流的变化量即可实现系统和线路绝缘参数测量、接地故障判定与故障程度跟踪监视、故障选相和选线等,具备消除注入电流调控、配电线路分布参数不对称和接地燃弧感性分量等因素对检测结果的影响,操作简单、易于实现。仿真和故障模拟实验证实了方法有效性,为配电网弧光高阻接地故障快速安全处置提供理论依据。     

基于零序电压比率制动的小电阻接地系统接地保护

配电网高阻接地故障发生概率较大,对于小电阻接地系统,现场普遍采用的固定整定值零序过电流保护方法容易拒动。分析单相接地故障电气量特征发现,无论区外故障还是区内故障,保护安装处零序电流幅值与零序电压幅值成正比,且均随故障点接地电阻增大而减小。据此提出零序电压比率制动接地故障保护新原理,其核心是根据零序电压大小产生成比例的电流制动量,自适应调整零序过电流保护定值。该方法兼顾了低阻接地故障和金属性接地故障时的保护灵敏度与高阻接地故障时的保护可靠性,可将系统耐高阻能力提高到1 000Ω,仿真验证了算法的可行性。     

小电阻接地系统高阻接地故障检测技术综述

小电阻接地系统发生高阻接地故障时电流小于传统的零序电流保护动作阈值,并且时常伴随有电弧的发生,难以准确检测与切除高阻接地故障。文章基于零序等效网络分析了小电阻接地系统单相高阻接地故障时母线零序电压理论特性和各出线零序电流特征;针对高阻接地故障常伴随发生的电弧现象,从故障点燃弧的物理过程出发,详尽分析了常用的Cassie电弧模型、Mayr电弧模型、改进的Mayr电弧模型、Mayr-Cassie组合电弧模型和Emanuel电路模型等六种电弧模型的物理近似过程、数值推导过程、试验验证及适用条件;分别从时域的伏安特性分析法和零序电流畸变法、频域的故障电流信号法和故障电压信号法出发,分析了高阻接地故障检测方法中的信号处理过程、故障特征提取方法、检测方法的优点与不足;认为采用零序电流波形在过零点附近畸变引起的波形斜率曲线变化作为故障特征具有明确的数学与物理意义,采用零序电压信号经小波包分解后高频段与低频段能量比作为故障特征,基本不受故障条件、系统结构等因素的影响,具有较好的检测效果。     

小电阻接地配电网零序保护的改进研究

中性点经小电阻接地系统发生高阻接地故障时,由于传统零序过流保护达不到定值而无法跳闸,导致故障长时间存在,而且此时无故障告警信号,因此存在危害系统可靠运行及人身安全的隐患。对中性点经小电阻接地系统发生接地故障时的零序电流电压特征进行了分析,提出了利用阻容比闭锁条件改进零序保护的方案。阻容比闭锁条件的本质在于通过分析零序电流阻性部分和容性部分的不同组成进行故障线路的识别。阻容比闭锁条件不受电压互感器和电流互感器极性的影响,因此能够可靠使用专用零序电流互感器。加入阻容比闭锁条件后不改变原有的保护配置,易于实施,能够提升零序保护的高阻接地故障检测能力,及时切除故障,保证系统的可靠运行以及人身安全。     

基于零序电流-电压微分特性的小电阻接地系统单相接地故障保护原理

中性点经小电阻接地的系统适用于电缆居多的配电网,然而由于配网馈线所处环境复杂,造成了现有的基于零序电流阶段式的保护方案无法满足单相高阻接地故障快速、灵敏地检测需求.针对此现象,文中通过分析故障线路和非故障线路零序电流-零序电压的关系,寻求两者不同的故障特征,由此提出一种基于线路零序电流与母线零序电压微分值波形相似度的保护算法.所提保护算法通过对线路的零序电流和零序电压进行采样,并根据线路零序电流与母线零序电压微分值的波形相似度来判断线路是否发生单相接地故障,可大大提高单相高阻接地故障保护的灵敏度.通过PSCAD仿真测试验证了该算法的有效性.     

基于综合内积变换的小电阻接地系统高阻故障检测方法

针对小电阻接地系统高阻故障时零序过电流保护灵敏度不足的问题,提出基于综合内积变换的高阻故障检测方法。分析了小电阻接地系统接地故障特征,并比较了各馈线零序电流与中性点零序电流。为了突显故障馈线与健全馈线之间的差异,提升小电阻接地系统高阻故障检测的可靠性,利用内积原理引入综合内积值为衡量指标以实现高阻故障检测。利用PSCAD建立了小电阻接地系统仿真模型并进行了故障仿真,结果表明所提出的方法能够检测高阻故障。     

变压器分接头改变对区内单相高阻接地故障灵敏度的影响

评价变压器纵差保护性能优劣的指标之一是其反应高阻接地故障及匝间故障的灵敏度.目前广泛采用的带比率制动的差动保护,在不同工况下,其反应高阻接地故障与匝间故障的灵敏度是不同的.该文分析了变压器分接头调整引起的不平衡电流与区内高阻接地故障形成的差动电流之间的向量关系.指出了分接头升高与降低造成的不平衡电流对保护的灵敏度有不同的影响.最后通过数字仿真对此进行了验证.     

平行双回线路高阻接地故障保护的新思路

通过实例分析说明平行双回线路在强磁弱电联系运行方式下,一回线路末端发生高阻接地故障时,非故障线路纵联零序方向保护会误动,而纵联负序方向保护不会误动,提出在使用纵联零序方向保护切除高阻接地故障的保护装置中,增加纵联负序方向保护,退出纵联零序方向保护以防止误动的发生,并讨论了纵联负序方向保护新方案,方案增加负序电抗继电器和负序电流、电压闭锁,并带小延时动作,从而确保平行线之一故障时,非故障线路纵联负序方向保护不会误动,而故障线路发生高阻接地故障时,纵联负序方向保护能带小延时可靠切除故障.     

低压电弧故障断路器——一种新型低压保护电器

提出一种新型的低压保护电器--电弧故障断路器,用于防止故障电弧引起失火.介绍了其工作原理和应用场合及该断路器的发展动向.指出该断路器优点在于,与过电流保护装置相比,检测范围更大;与剩余电流保护装置相比,无需接地.     

高阻接地故障时消弧线圈并联小电阻接地的控制方法研究

中性点经消弧线圈并联小电阻接地方式可以实现自动熄弧与永久接地故障的可靠保护,兼具中性点经消弧线圈接地和经小电阻接地两种方式的优点。但在高阻接地故障时投切并联小电阻可能造成零序电压低于保护装置启动阈值,从而造成保护装置误动,甚至可能加剧故障。为此,提出一种高阻接地故障时并联小电阻投入的控制方法。首先,利用电力系统的基本原理分析了高阻接地故障时并联小电阻投入前后零序电流与零序电压的特征。其次,根据故障线路与非故障线路零序电流与零序电压夹角的异同提出并联小电阻装置退出的判据,据此也提出一种线路故障的保护方法。最后通过仿真验证了所提方法的有效性。     

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。     

基于分相有功功率差动原理的线路高阻接地保护判据

针对用于输电线路高阻接地故障检测的有功功率差动算法存在的电压死区问题,在分析分相有功功率差动原理特性的基础上,提出分3段设置有功差动值门槛、引入负门槛与过电压启动的新判据;旨在提高该原理对各类故障的适用性和对高阻接地故障的灵敏度。仿真结果表明：在保护区、内外发生高阻接地故障情况下,该判据具有较高的分辨能力,克服了传统电流差动保护的不足,可作为传统电流差动保护原理的有效补充。     

基于XGBoost的配电网高阻接地故障检测方法

配电网高阻接地故障具有电气量微弱、与正常运行工况相似等特点,因此难以检测。针对传统指标阈值法常由经验整定,在复杂环境下适应性较差、灵敏性不足等问题,提出一种基于极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)的配电网高阻接地故障检测方法,以避免复杂的阈值整定。首先,通过建立10 kV中压配电系统高阻接地故障的等效模型,获取高阻接地故障和正常运行工况的零序电流数据。然后,在对数据进行归一化处理的基础上,利用XGBoost直接从原始量测信息中学习其与高阻接地故障的映射关系,构建高阻接地故障检测模型,以降低因特征提取产生的误差。最后,大量仿真结果表明,所提方法对高阻接地故障检测具有较好的灵敏性和速动性,并且在噪声和数据缺失等情况下表现出较强的泛化能力。     

基于高频分量的配电网高阻接地故障识别

配电网发生高阻接地故障(HIF)时,接地介质的电阻较大,故障电流比负荷电流要小得多,故障特征不明显.现有的电流或电压保护装置均难以应对HIF,寻找方法对其进行准确快速的辨识意义重大.本文首先通过连续小波变换(CWT)对故障线路的零序电流进行时频域分析,选定特征频段内的时频矩阵作为识别特征量,随后使用改进的LeNet-5...     

基于故障信息的高阻接地故障辨识与定位方法

高压输电线路发生高阻接地故障时,由于受过渡电阻的影响,线路保护动作行为较为复杂,故障测距结果往往误差过大。针对以上问题,提出了一种高阻接地故障辨识和故障定位的方法。该方法的核心思想是基于故障录波数据,计算故障区域各条线路两侧电流矢量和及跳闸线路两侧零序电流比值,然后根据序网络故障分析和差动保护原理,利用电网分布式继电保护计算系统进行故障辨识和定位。计算和现场巡线结果表明该方法受过渡电阻和负荷电流的影响很小,故障定位精度较高,可满足现场的应用要求。