10 kV系统单相接地故障自动隔离与定位技术的研究

10 kV系统由于分支多、接地电阻大,单相接地故障定位问题长期以来没有得到很好解决。提出了基于电压-时间型线路重合器与交流注入法相结合的10 kV系统单相接地故障定位技术,利用线路重合器对接地故障进行准确隔离,确定故障区段同时减小线路对地电容的影响;在故障区段注入60 Hz的交流信号,沿线路检测该信号,确定接地故障点的准确位置。为了保证交流注入信号不受线路对地电容的影响,深入研究了重合器最优隔离区段长度的计算方法。现场试验充分验证了该技术的正确性与可行性。     

实现馈线自动化的新模式

介绍了几种馈线自动化实现模式的工作原理及优缺点.针对其存在的过分依赖通信网络、不能一次性实现故障的切除与隔离以及分支线故障造成全线的短时停电等问题,提出了三级级差保护与电压时间型分段器及集中式故障处理的配合实现的馈线自动化新模式,并分析了方案的可行性与实现方法.     

一种实用的配电自动化模式

结合工程实例提出了一种新的基于重合器和分段器的配电自动化模式,它仅依靠重合器同分段器的时间配合即可完成配电线路故障的隔离,同时又可通过通信手段对系统中的线路和开关的工作情况进行监控,因而是一种经济实用的配电自动化模式。     

重合器和电压-时间型分段器配合的馈线自动化系统的参数整定

为方便重合器和电压-时间型分段器配合馈线自动化系统的应用,研究其参数整定问题,提出了配电网的分层模型。以故障判定过程中任何时刻只能有1台分段开关合闸为原则,论述了分段开关的X-时限的整定方法和手拉手环状配电网的联络开关XL-时限的整定方法。以各个联络开关具有相同的XL-时限为基本多分段多联络配电网的联络开关XL-时限的整定原则,论述了扩展多分段多联络开关XL-时限的整定方法。实例表明了该方法的可行性。     

高压电器智能化与配电网保护自动化

阐述了配电系统保护自动化的主要功能和作用，以及与之有关的两种运行方式一美英式和日本式，分析了智能化高压开关诸如机电一体重合器和分段器等作用和条件，结合国内电网运行实际，提出了若干配合原则，配合要求和配合实例，指明了配电自动化工程实施的方法与途径。     

基于同步波形的配电网故障诊断技术综述

随着分布式电源、柔性负荷等大规模接入,配电网故障诊断面临新的技术挑战,针对录波器故障波形的分析可以提供新的思路。综述了基于波形的配电网故障诊断方法,并根据技术路线的特点,将其分为基于波形相似性直接匹配和基于波形特征辨识的间接方法,对各自的主流算法进行了分析、比较。最终在归纳各算法的优势与不足及不同应用场景下适用算法的基础上,给出对未来发展趋势的展望。新能源发展及量测体系不断完善的背景下,基于波形特征辨识的间接诊断方法应是今后的重点研究方向,积极探索其与基于多节点量测信息的集中式故障诊断技术的融合使用,提高故障检测和定位的准确性,为智能配电网故障诊断技术的深入研究提供有益参考。     

基于暂态波形相关性的配电网故障定位方法

配电网拓扑结构复杂、分支众多,利用单一故障特征的配电网故障定位方法大多存在可靠性差、定位精度低等不足,为此文中提出了一种基于暂态波形相关性的配电网故障定位新方法。配电线路发生故障后实时检测故障暂态波形,利用S变换构造时频矩阵,将其与各分支样本库中的时频矩阵进行相似度计算,并根据相似度的大小判定故障分支;然后根据同一分支不同位置故障时暂态波形的整体波幅差异来确定故障范围,并利用整体波幅偏差与故障位置的比例关系计算得到精确的故障位置。仿真分析表明,在不同的故障条件下,该方法均能可靠、准确地进行故障定位,有望提高配电网故障定位的准确度与可靠性。     

10kV运行配电线路雷电感应过电压波形在线监测

雷电感应过电压是造成配电网故障的重要原因之一,针对雷电感应过电压波形特征不清晰的问题,作者采用过电压在线监测系统,对实际运行的佛山10kV富油甲线雷电感应过电压波形进行观测,根据波形特征给出了过电压的波形参数。结果表明,配电线路各相感应电压叠加在运行电压波形上,不同相上感应过电压与对应的回击电流在幅度、时间间隔和波形上都存在同时性,该线路观测的雷电感应电压波形表现为波头时间短、后续发生双极性高频振荡并逐渐转变为低频振荡的波形特点,首次回击感应过电压幅值大于后续回击过电压幅值,首次回击过电压的波头时间比后续过电压长,观测结果对于配电线路雷电保护具有重要意义。     

小电流接地系统单相接地故障选线装置的合理选用

在分析小电流接地系统单相接地故障选线与跳闸装置存在问题的基础上,提出了选用这种装置的技术要求,如准确识别各种复杂故障类型、运用范围、远程维护、跳闸功能和故障录波等。经考察慎选了以台湾研华工控机为硬件平台的新一代选线和跳闸装置。介绍了该装置的技术特点和使用效果,如多种选线算法的综合选线技术、连续选线技术等;实际运行表明,经历的3次永久性接地故障,选线全部正确,并实现了按设定时间跳闸的预想效果,同时通过对录波波形分析,还为线路有针对性地维护提供了依据。     

电压时间型馈线自动化开关参数整定及故障处理模拟校验软件的研究与开发

基于重合器与电压-时间型分段器配合馈线自动化系统应用需要,研究其参数整定问题,对该系统运行中故障处理全过程进行模拟。提出了当前运行方式下各开关的动作判据,故障发生后以电源开关跳闸作为计数启动条件,在每一时间断面遍历系统中的所有开关,根据判断条件确定该时刻各个开关是否需要动作,基于此原理对整个故障处理过程进行模拟演示,完成对开关整定参数的校验工作。利用VC++平台开发了故障情景模拟软件,给出具体的软件流程。该软件能够预演任意线路发生瞬时故障、永久故障的故障处理策略。结合实例对软件进行了说明。     

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。     

一种利用相似度函数来识别励磁涌流的方法

提出了一种基于波形相似度的区别励磁涌流和内部故障电流的方法。由于谐波和非周期分量的存在,磁通和励磁电流的非线性,导致了涌流波形是一个非正弦波形,而内部故障电流基本上是由基频分量组成的正弦波。根据两者波形的差异,定义了两种相似度评估函数,分别从波形的长度和方向上对采样波形及其基频波形进行综合评估,相似度高的被认为是故障电流,相似度低的被认为是励磁涌流。数字仿真和动模试验的结果证明了该方法的有效性和灵敏性。     

配电系统元件的公共信息模型扩展

为支持配电管理系统(DMS)的标准化和集成的需要,对配电系统元件的公共信息模型(CIM)扩展进行了研究。鉴于配电系统三相不对称并有自己特有的设备等特性,在继承CIM中原有开关类模型的基础上,添加相应的属性和作用,建立起了重合器和分段器CIM模型后,又建立了开闭所和环网柜的聚合类模型;给出了其模型图及固有的属性和作用表。针对分布式发电技术发展的需求,建立了分布式电源的CIM模型,作为示例给出了燃料电池CIM模型及利用Ration Rose生成Fuelcell类的C 代码。     

An efficient compensation algorithm for current transformer saturation effects

Current transformer (CT) saturation leads to inaccurate current measurement and, therefore, may cause malfunction of protective relays and control devices that use currents as input signals. This paper introduces an efficient compensation algorithm capable of converting from a sampled current waveform that is distorted by CT saturation to a compensated current waveform. Attractive features include quick response time, no cumulative estimation errors, desired sample-by-sample output, independent of CT parameters/characteristics and secondary burdens, and simplicity for online implementation. The accuracy and robustness of the introduced compensation algorithm are demonstrated through extensive test cases reflecting a wide range of variations in fault conditions and CT parameters.     

利用测量电流互感器实现配电网故障电流检测的新方法

提出一种利用测量电流互感器（TA）进行过流故障,故障电流幅值及故障方向检测的新算法。故障检测利用了TA饱和时二次输出电流的间断角,而根据TA在上下半周饱和前的有效信息进行故障电流幅值和方向的计算,电流幅值的估算采用了最小二乘法,可以滤除衰减直流分量和谐波,方向的计算利用了电压,电流故障分量间的相位关系,同时了以上算法基于采样值的实现方法。     

基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法

现有的架空配电线路在线故障定位方法存在只能确定故障区段的不足,离线故障定位方法则存在故障定位灵敏度低与精度差的问题.针对上述问题,建立高压脉冲冲击线路响应模型,通过分析故障线路电流分布特征与波形差异,提出了一种基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法.该方法使用高压脉冲信号发生器向故障线路注入直流脉冲信号,以相关系数作为波形相似程度的判别依据,通过分析不同测量点电流波形与基准电流波形的相似性差异,实现了故障定位的自动计算,解决了故障尤其是经高阻接地故障定位灵敏度低的问题.分析了不同磁场测量方式与基准信号参考点的选取对故障定位精度的影响,完善了故障离线定位体系,提高了定位精度.仿真以及实际试验表明,该方法可有效实现故障点的精确定位.     

利用测后模拟的谐振接地系统故障选线方法

分析谐振接地系统单相接地故障零序网络特性,提出了着眼于电路响应求解的故障选线测后模拟方法。根据谐振接地系统故障母线零序电压实测值和馈线零序分布电容参数,在依次假设各馈线为健全馈线的前提下,运用测后模拟法定量地求解各馈线的零序电流。比较各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形发现：健全馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形相吻合,具有极强的相似性;而故障馈线零序电流的模拟波形是在假设其正常工作的条件下获取的,实测波形和模拟波形差异较大。对各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形在一定数据窗下进行相关度分析,籍此形成选线判据,实现选线。大量仿真表明,该方法选线准确、可靠。     

同步发电机新型叠加强励励磁回路二极管故障和电容并联作用分析

针对同步发电机新型叠加强励励磁系统的可行性,重点研究了新型叠加强励叠加回路的二极管故障以及并联电容对波形的影响。Matlab仿真结果表明,二极管故障对励磁系统会造成很大影响,尤其是主回路并联二极管出现短路故障时,强励叠加将导致失败,必须给予重视。同时,经过整流后的电流在并联一个电容进行处理时,并不能对转子电流波形产生平波作用,因此在工程上不需要这种平波方式。     

基于频域分析的配电网分支故障定位

在已经提出的配电网接地故障定位的加信传递函数法的基础上,根据所得传递函数频域波形特性与配电线路结构的关系,提出了配电网接地故障定位的分支故障信息法。该方法利用数字信号处理手段提取线路接地故障分支的故障信息来作为进行接地故障定位的判据,从而较准确地判定故障位置。以实际线路演化来的线路模型为例进行了仿真计算和测距方法介绍,结合实际理论分析证实了本方法的有效性。完善了已经提出的配电网接地故障定位的传递函数法的分支定位问题。     

基于模拟进化理论的电力系统的故障诊断

本文提出了利用基于模拟分子进化（ＳｉｍｕｌａｔｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｖｏｌｕｔｉｏｎ──ＳＭＥ）的优化方法诊断电力系统故障的新方法。电力系统故障诊断问题可表示为０－１整数规划问题，利用ＳＭＥ方法可一次得到几个可能的解，这对于诊断复杂的电力系统故障（尤其是有保护或断路器误动作的情况）具有实际意义。这种方法可以同时利用保护和断路器的信息，改进后也可以只利用断路器的信息，适用范围较广。此外，ＳＭＥ方法在适应能力方面优于现有的基于Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ机的方法，可以处理任意多重故障，且适于用并行处理机实现。