基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法

在配电网中性点不接地及经消弧线圈接地系统中,针对传统接地故障选相方法未考虑泄漏电阻及三相不对称情况导致过渡电阻较高时选相错误的问题,论文提出了基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法,考虑线路泄漏电阻及三相不对称参数,分析了故障相电压和故障前后中性点电压变化量的相位差与消弧线圈补偿状态及线路参数的内在联系,得出了接地故障选相判据,最后提出了配电网接地故障选相方法实现方案。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建配电网接地故障模型,仿真结果表明在不同过渡电阻及消弧线圈不同补偿状态下判据均适用,验证了所提方法的可行性。     

相间接地故障时常规选相元件动作行为分析及改进措施

针对高压线路相间接地故障时两故障相对地电阻可能不均衡的现象,通过对典型相间接地故障模型进行分析,总结出故障电流特点,并分析了此类故障情况下两种典型选相元件的动作行为。在此基础上,提出了相电流突变量的附加选相判据结合序分量的选相判据的综合选相方法。PSCAD和RTDS仿真表明两故障相对地电阻不对称的相间接地故障时,可能导致距离保护常规单独基于相间电流突变量原理和序分量原理的选相元件不正确动作,并验证了提出的综合选相方法的有效性。     

基于电压突变量信息值的接地故障选相方法

为解决主动干预熄弧装置选相误判问题,研究了接地故障电压特征,针对不同接地电阻,分析故障前后电压量变化状况,计算电压突变量信息值形成选相序列,构建选相判别专家库,提出基于电压突变量信息值的接地故障选相方法,同时,根据合闸前后系统各线路零序有功分量变化特征实现装置选相校核,确保装置动作正确。该方法不受接地电阻大小影响,对各种接地故障具有较强适应性。利用Matlab进行建模和仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于对地参数跟踪测量的不接地系统单相接地故障选相研究

通过跟踪测量对地参数,实现中性点不接地系统单相接地故障时正确选相。不接地系统由于系统参数的不对称,正常运行时,将在中性点引起一定的电压偏移。当中性点基频电压变化时,在中性点短暂投入适当阻值的电阻,采集电阻投切前后中性点电压的幅值与相位,实现系统对地电导和对地电容的跟踪精确测量。依据前后两次测量的对地参数以及中性点不接地时中性点的基频电压,经过一定的计算,选出接地故障相。Matlab仿真表明该方法能精确测量系统对地参数,并在单相接地故障发生时准确选出故障相。     

基于故障分量能量系数和PNN的故障选相研究

故障选相是高压输电线路继电保护正确运行的重要环节,也是精确测距的重要前提。传统的故障选相方法仅适用于简单故障,灵敏度较低,容易受系统运行方式、故障接地电阻等的影响。笔者在输电线路各相电流故障分量分析的基础上,借鉴信号能量的概念,给出了故障分量能量的定义,提出一种利用故障分量能量系数实现故障选相的新方法。该方法直接利用故障电流,提取故障分量并计算故障分量前2个周期的信号能量,得到故障状态下各相电流故障分量能量占电流故障分量总能量的比例系数,构造故障相识别特征向量,建立故障选相概率神经网络进行选相。仿真结果表明该方法不受故障初始角、故障位置和过渡电阻等因素的影响,能准确实现故障选相。仿真分析验证了其有效性。     

基于接地故障比的不平衡配电网单相接地故障选相方法

为了解决传统故障选相方法可能因配电网不平衡度高或者高故障接地电阻而失效的问题,提出了一种基于接地故障比的不平衡配电网单相接地故障选相方法。首先建立了发生A相单相接地故障后接地故障比幅值和相位的解析表达式,通过将两个表达式对接地电导进行求导,并进行不同参数下的单调性分析,最终确定了发生A相SLG故障时零序电压幅值和相位的变化规律。然后将两种变化规律进行了整合,提出基于幅值和相位综合变化规律的故障选相方法。此外,还将A相的变化规律推广到B、C两相,并分析了欠补偿、过补偿和全补偿接地条件对所提方法的影响。最后通过Matlab仿真验证了零序电压变化规律和所提故障选相方法的有效性。仿真结果表明：在阻尼率为5%、三相不对称度为4.5%的4种工况下,传统故障选相方法均会失效,而所提方法能够保证故障选相的正确性。     

基于柔性调控零序电压的配电网高阻接地及 单相断线故障的选相方法

为提高配电网故障选相的精确性与灵敏度,针对高阻接地故障及单相断线故障,提出利用测算的偏转角进行故障选相的方法。首先,分析了高阻接地和断线故障选相失败的原因。然后,根据测量的对地参数来判别发生了高阻故障还是断线故障。最后,提出了基于柔性调控零序电压的选相方法,即:向配电网中性点注入零序电流,调控零序电压相角分别为配电网三相相电压相角,通过注入零序电流及返回零序电压测算故障偏转角,结合判据即可实现故障选相。PSCAD仿真结果表明,该方法可快速准确地选出20 k?的单相高阻接地故障相及线路末端断线故障相,且不受故障位置、故障类型、配电网中性点接地方式等因素的影响。     

基于分形理论的输电线路故障检测和选相

应用分形几何理论分析了电力系统故障发生时相电压和相电流采样信号的波形特性。通过计算故障情况下相电压、相电流和模电流的分形数,提出了一种基于分形理论的故障检测和选相的新方法。经过EMTP仿真证明:这种方法能准确识别各种类型的故障并选出故障相,不受过渡电阻和电源参数的影响,能在弱馈侧正确选相。该方法原理简单、数据窗短,可以在故障发生后半个周期内正确选相,具有很高的灵敏性和可靠性。将选相算法应用于动模实测数据,选相结果正确。     

一种高压输电线路的序分量选相方法研究

针对传统方法在两相接地故障时由于过渡电阻的影响会出现超越规定相区的问题,提出了基于序分量的相区划分方法,仅仅利用电流故障分量采区分同相区内两种故障,解决了两相大电阻接地故障时传统判别方法灵敏度不足的问题,并且提高了选相的性能和速度.     

新型谐振接地系统接地故障全补偿方法

针对传统消弧线圈无法补偿有功电流和抑制间歇性接地故障等难题,提出了一种谐振接地系统接地故障全补偿新方法。系统正常运行时,通过注入信号谐振精确测量系统对地绝缘参数,根据绝缘参数计算补偿元件值;当发生接地故障时,利用故障电流的相位选出故障相,然后在故障相的滞后相投入阻容性补偿元件,将故障相电压抑制为0,实现接地故障电流全补偿。仿真分析表明,所提方法不受过渡电阻影响,能快速抑制故障相电压,实现配电系统接地故障电流的全补偿,有效抑制间歇性接地故障,且操作简单可靠、成本低。     

利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线

针对中性点不接地系统单相接地故障选线困难的问题,通过母线故障相接地故障转移与中性点接入小电阻的方式来增强故障信息从而选出故障线路。建立了故障转移阶段、并联电阻投入前后各个阶段的零序网络模型,分析了健全线路和故障线路各自的零序电流幅值的变化特征。在中性点小电阻投入、母线开关分闸前后各馈线零序电流幅值变化明显,健全线路零序电流在母线开关分闸后显著减小而故障线路零序电流增大。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征构建了不接地系统故障选线判据。大量的仿真计算验证了该方法对于不接地系统单相接地故障良好的适应性,有助于进一步提高故障选线准确率。     

基于阻抗法的电力电缆高阻故障定位理论及试验

电力电缆的高阻故障的准确定位是一个比较困难的课题。本提出了基于阻抗法的变频电力电缆故障定位方法。该方法采胜频率比工频高的正弦电源,仅仅采集故障状态下故障相电缆单端的电压、电流信号。其原理是：电弧是电阻性的,因此流过故障点的电流和故障点两端的电压是同相位的,采集到线路首端的电流和故障点两端的电压是同相位的,采集到线路首端的电压与电流后,基于分布参数线路理论就可以求出沿线路各点的电压与电流,在故障点处电压与电流是同相位的。本正是利用这一点推导出故障定位方程。经过数字仿真试验和低压模拟实验证明,该方法是可行的,具有较高的定位精度。     

基于注入信号与小波能量的小电流接地故障选线研究

为了解决当小电流接地系统发生单相高阻接地时传统注入法因信号分流无法正确选线的问题,在详细分析了注入法及小波能量法选线的原理后,提出了一种将两者结合的配电网故障选线新方法。首先向发生故障的系统中注入220 Hz特殊频率的信号;对从各条线路中所提取的注入电流展开小波变换;接着使用所得出的小波系数计算小波低频能量;最后通过比较各馈线注入信号能量的大小选线。利用Simulink搭建系统模型并进行仿真实验,其结果可知,虽然故障点距离、故障合闸角大小、中性点接地方式等因素并不能影响新方法的正确选线,但过渡电阻较大时依然选线失败,通过相位比较或图像识别等方法仍能很好的解决此问题,从而大幅提升了注入法选线的正确率。     

基于导纳不对称原理的小电流接地系统选线方案

为了解决目前仍然存在的小电流接地系统单相接地故障选线难的问题,提出了一种运用导纳不对称参数作为判据的故障选线方案。该方案借鉴了主动保护的思想,通过并联中电阻改变中性点经消弧线圈接地系统故障后的结构,找出故障线路与非故障线路的导纳不对称参数差异。所构造的不对称参数可以衡量线路的导纳不对称程度,理论分析以及PSCAD仿真结果表明:健全线路的导纳不对称度为0,故障线路导纳不对称度不为0且大于1,通过两者差异可以实现准确选线。该方案无需设置动作门槛,灵敏性较高,且导纳不对称参数理论上不受过渡电阻影响。     

基于相关分析和模糊推理的故障选相元件

提出了一种基于相关分析和模糊推理的故障选相元件。利用电流的故障分量提取出正、负、零序电流,然后对正、负序电流进行相关分析,利用模糊集合对相关系数建立多特征判据进行选相。该方案选相快速,不受过渡电阻、故障初始角的影响,与电流突变量差选相元件相比提高了在高阻接地时选相的灵敏度和两相接地短路时选相的可靠性。仿真结果验证了该选相方案的有效性。     

基于脉冲信号注入法的小电流接地选线技术

针对小电流接地系统的单相接地故障,提出基于脉冲信号注入技术的选线新方法。该方法属于可控周期性脉冲响应法,是一种主动探测算法,不需进行故障相的判别即可实现自动选线。文章还讨论了脉冲信号参数的选定和响应信号的提取过程,用Matlab/Simulink作为仿真工具建立了模型,通过对不同条件下各种接地故障情况的仿真研究,验证了该方法的可行性和正确性。     

考虑参数不对称的配电网单相接地故障柔性消弧方法

为了解决配电网参数不对称导致的中性点位移过电压以及消弧不彻底的问题,在配电网正常运行时利用闭环控制对中性点电压进行调控,自动跟踪配电网结构参数的变化,实现不平衡电压的快速精准抑制。设计注入电流反馈控制环节,结合不平衡电压调控过程以及故障后的零序电流和零序电压,仅注入一次电流便可实现故障辨识、故障选相并求得故障可靠消弧所需的注入电流参考值。仿真分析验证了闭环控制能够有效跟踪、抑制中性点不平衡电压,所提柔性消弧方法在系统参数不对称的情况下,故障判别精度高,故障消弧效果良好。     

基于倒置电桥法的电力电缆故障定位

针对电力电缆故障定位问题,提出了基于倒置电桥测量电力电缆故障点的方法,根据传统电桥法在电桥平衡的条件下比较故障电缆接线端部到故障点之间的电阻与无故障电缆电阻而确定故障点的基本原理,通过电路变换,将故障处的电阻转移至电桥上,从而消除了故障电阻对测量精度的影响。并且提出了通过外加电路来消除影响测量精度的接地电流的方法。分析了在测量相与故障相电缆电阻等值和不等值2种不同工况下应用该方法进行测量的具体手段以及应用测量数据对故障点位置进行测算的方法。该方法具有测量范围广、精度高、设备简单、易于操作等特点。在PSCAD/EMTDC软件仿真中,应用该方法对不同故障电阻下的电力电缆故障点进行了估算,结果表明该故障定位方法准确、高效。