小电流接地故障暂态监测新技术

介绍了小电流接地故障暂态信号频域特征，基于暂态零序电流特征频段(SFB)分量幅值、极性和无功功率流向关系的故障线路选择算法，以及在此基础上研制的XJ-100小电流接地故障选线及监测系统。该系统结构合理、功能完善，检测灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈、不稳定电弧影响，可适用于配网自动化系统和变电站综合自动化系统，并可利用瞬时接地故障信息对线路绝缘监测提出预警。     

基于零序导纳的小电流接地系统单相接地故障检测技术及其应用

对小电流接地系统单相接地故障的检测一般有基于故障暂态分量检测、基于故障稳态分量检测等方法,存在检测准确率、可靠性低的问题.介绍一种基于零序导纳的接地故障检测方法,通过测得的线路零序电流及系统零序电压,计算线路的零序导纳,在零序导纳坐标图中定位故障位置,判断单相接地故障是否发生在本线路.零序导纳检测方法接线、设定及计算简单,不受故障点接地电阻大小的影响,在接地电阻差异较大、有无消弧线圈或消弧线圈存在不同补偿度的工况下都有较高的灵敏度和可靠性.     

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     

基于暂态电流信号的配电网小电流接地故障自动定位系统研究

正从稳态特征和暂态特征两个方面分析了小电流接地故障的信号特征及其工频零序电流分布特征。设计了一种采用暂态零序电流相似性定位法的故障自动定位系统,该系统主要由定位主站、小电流接地故障选线系统、FTU以及通信系统组成,利用基于暂态零序电流波形相似性的方法实现故障定位。基于暂态电流信号的定位方法不需要外加接地电阻或信号注入设备,不仅不受消弧线圈影响、检测可靠,且易于实现、投资小,可方便应用于DA系统。现场运行和试验证明了本系统算法的有效性和系统装置的可靠性。     

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.     

10kV配电网中性点经消弧线圈接地系统的故障选线方法

基于中性点经消弧线圈接地方式的小电流接地系统单相接地故障选线的研究现状,应用小波变换中信号奇异性检测原理对故障后暂态零序电流进行分析,提出通过对暂态零序电流求模极大值,用最大模极大值比值与其所设阈值比较的选线方法,通过Matlab/Simulink仿真分析,验证了该方法在纯架空、纯电缆、架空和电缆混搭三种线路类型中的任一条线路及两条线路同时发生单相接地故障时选线的可行性,同时给出该方法失效情况的说明.     

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.     

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。     

利用暂态信号的配电网小电流接地故障检测技术

小电流接地电网单相接地故障电流小,电弧不稳定,难以检测.文中分析了接地故障暂态过程特征,提出比较暂态零序电流幅值、极性的故障选线新方法.该方法检测可靠、不受消弧线圈、故障点不稳定的影响.提出了记录瞬时性接地故障对线路绝缘进行评估的新思路.实际接地故障录波结果验证了提出的检测方法.     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

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。     

基于暂态零序电流比较的小电流接地选线研究

由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因，小电流接地故障检测始终没有彻底解决。分析了故障产生的暂态零序电流特征，根据相频特性将频率分为不同区段，论征了所选用的低频区段界限明确且对所有出线零序电压电流均呈客性关系。分析了其中暂态零序电流的分布规律，提出基于暂态零序电流该特定分量幅值极性比较的选线算法。该方法可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。采用该原理的装置已在现场运行，效果良好。     

单相接地故障零模暂态特征的仿真分析

提出了一种基于线路分布参数的小电流接地系统的高精度故障模型,用于分析单相接地故障产生的暂态信号特征及进一步完善基于暂态信息的小电流接地故障选线判据。该模型采用一带有6回10kV架空出线的110kV变电所,利用电磁暂态程序EMTP对不同的故障情况进行了全面的仿真和分析。通过分析仿真数据,得到了如下主要故障暂态特征:特征频带(SFB)内,所有健全线路阻抗和故障线路检测的背后阻抗均呈容性;暂态零模电流频率较为集中,主谐振频率位于SFB内;特征频带内,故障线路零模电流幅值比健全线路大,且极性相反。对由于中性点装设消弧线圈、过渡电阻不同、故障点位置不同以及故障初始角不同对故障暂态的幅值特征和相位特征产生的影响也一并做了讨论。     

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。     

利用故障全过程信息的消弧线圈接地系统间歇性接地故障选线方法

在间歇性接地故障全过程中,各种故障特征的强弱随时间推移而变化,提出综合利用故障全过程信息的选线方法。通过对接地故障全过程进行分阶段处理,分别利用特征频带暂态能量特征量和零序有功功率稳态特征量进行计算,从而实现对接地故障全过程中暂态与稳态特征的充分利用,提高单一选线方法的准确性和灵敏性。其中,在具体分析相控式消弧线圈输出电流高频特性的基础上,提出能有效消除其高频分量影响的特征频带暂态能量幅值判据。仿真结果表明,所提选线方法对于相控式消弧线圈接地系统中所发生的含间歇性接地故障在内的各类接地故障均能实现其可靠的故障选线。     

基于线电压和零模电流的小电流接地故障暂态定位方法

为解决配电网小电流接地故障时故障点定位困难的问题,提出一种基于线电压和零模电流暂态分量的故障定位新方法。该方法借助馈线自动化(feeder automation,FA)系统实现,不需要额外增加设备。馈线终端检测线电压和零模电流信号,利用暂态线电压的希尔伯特变换与暂态零模电流的乘积计算故障方向参数,FA主站根据故障点前后方向参数极性相反的特征确定故障点所在的线路区段。介绍基于线电压的小电流接地故障检测和接地故障相确定的算法。数字仿真与试验结果表明该方法是正确可行的。     

小电流接地系统故障检测选线的一种新算法

提出了一种新的基于暂态零模量电流差分算法的接地系统故障检测方法,适用于中性点不接地或非直接接地的配电系统。该方法是计算每一路馈线的暂态电流零模量值,然后利用其差分比率,实现接地系统故障的检测。利用Matlab/Simulink进行仿真,模拟了3种不同故障条件下的仿真过程,验证了该方法的可行性。     

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.     

配电网馈线单相接地故障区段定位和隔离新方法研究

提出了采用具有测量和远程通信功能的新型配电开关构成分布式馈线测控系统 ,并通过监测一条馈线上各开关处的各相电流、电压 ,依据区段零序能量识别单相接地故障区段的故障定位和隔离方法。上述方法适用于各种小电流接地系统 ,不受暂态过程的影响。Matlab仿真结果证明 ,理论分析正确 ,具有实用价值。     

小电流接地系统单相接地故障选线的研究

为提高单相接地故障选线的准确性,从国内外小电流接地系统单相接地选线原理和装置的实际应用情况出发,深入分析得出单相接地故障的复杂性和单选线原理的单一性、保护裕度低是影响现有单相接地故障选线准确性、可靠性的原因,因此利用电弧接地故障时各线路零序暂态电流的特征提出了暂态电流互积求和选线法,针对稳态接地故障的特征提出了导纳互差求和选线法,并利用这两种分别基于稳态和暂态接地故障的选线方法构成能够针对不同类型接地故障的综合选线方法,从而克服了接地选线原理的单一性。采用该综合选线方法,设计开发出了相关微机选线装置。大量的6kV电网模拟试验和实际电网运行情况表明,该综合选线方法能有效的提高选线的准确性和可靠性。