基于检测暂态高频电流的配电陬故障处理方法研究

针对、故障暂态电流产生自故障点并向线路末端传播的特点，设计了基于暂态电流边界保护原理的故障区段判断方法。在馈线各分段开关处即各供电区段边界处安装故障判断装置．其实质为并联在馈线上的谐振电路．使得在谐振频段附近的电流成分被衰减。通过比较边界两侧特定频段电流成分的差异．自主判断故障区段。对开关两侧电流互感器输出的三相电压信号进行模变换、抗混叠滤波、A／D转换、数字带通滤波处理后得到特征频段信号幅值。计算开关两侧信号能量．将两侧电流能量衰减比例同设定阈值相比较判断故障发生的范围。仿真分析了不同故障条件下故障点上、下游开关两侧电流和能量。以及相应的衰减比例。结果显示：该方法不受故障类型的影响．对不同的故障电阻及故障初始角也可保持良好稳定性。     

基于边界保护的配电网故障区段无通信定位方法

提出一种基于边界保护原理的配电网故障区段无通信定位方法：通过在各保护区段边界处并联一定频率的谐振装置,利用装置对谐振频率处故障暂态电流分量的衰减作用,强化相应频带的电流谱能量在边界两侧的差异,达到各边界处保护开关根据能量比值自动识别故障区段的目的。此方法无需通信设备或开关间配合,具有高速性、灵敏性及可靠性等特点。仿真及物理试验证明了该方法在各种故障情况下的有效性。     

基于暂态电流助增的单相接地故障选线方法

提出一种基于暂态电流助增的小电流接地系统单相接地故障选线方法。通过在各馈线始端并联一定频率的谐振装置,改变故障后暂态电流在高频段的成分,强化谐振装置两侧相应频带暂态电流能量的差异,从而提高了故障选线暂态判据的灵敏度。理论及仿真试验表明,此方法简化了采用暂态信号选线时需选择分析频带的过程,判据适用于各种中性点不直接接地的配电系统。     

基于暂态电流助增的单相接地故障选线方法

提出一种基于暂态电流助增的小电流接地系统单相接地故障选线方法.通过在各馈线始端并联一定频率的谐振装置,改变故障后暂态电流在高频段的成分,强化谐振装置两侧相应频带暂态电流能量的差异,从而提高了故障选线暂态判据的灵敏度.理论及仿真试验表明,此方法简化了采用暂态信号选线时需选择分析频带的过程,判据适用于各种中性点不直接接地的配电系统.     

基于暂态信号的配电网接地故障检测方法

针对配电网接地故障暂态信号的产生过程及其传播特点,提出了在线路区段边界处并联谐振滤波电路使检测装置两侧特征频带暂态电流能量产生差异,通过比较特征频带内暂态电流能量的幅值实现接地故障区段定位方法,成功设计谐振滤波装置和接地故障检测装置.采用FPGA+DSP的并行处理结构,并结合GSM无线通信网络实现整个故障检测装置的功能...     

基于S变换的配电网故障选线和区段定位

提出S变换的暂态能量法结合零序无功方向的故障选线及区段定位方法。将各馈线终端单元采集到的故障零序电流信息上传至主站,主站对全网故障信息进行信号分析,运用S变换获取表征故障信号的主导特征频率,比较此频率下各馈线的暂态能量及馈线之间的零序无功方向实现故障选线。根据故障线路上故障点前后波形差异,采用上述方法实现区段定位。仿真结果分析表明,选线和区段定位方法准确、可靠,且不受故障合闸角、噪声干扰等因素影响。     

基于广义S变换能量相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法

小电流接地系统发生单相接地故障后,系统中产生特征较为丰富的电气暂态量。针对健全区段两端的暂态零序电流相似度高,而故障区段两端暂态零序电流差异较大的特点,提出一种基于暂态零序电流的广义S变换能量相对熵的故障区段定位方法。首先,以暂态零序电流作为故障特征量,根据零序电流突变量确定各检测装置上传数据的起始时刻。然后,对馈线上各装置上传的暂态零序电流进行广义S变换,得到其时频矩阵。最后,利用能量相对熵表征各区段两端信号的差异,通过计算比较,确定熵值最大的区段为故障区段。该区段定位方法适用于不同故障点位置、不同故障角、不同过渡电阻情形下的故障定位,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于CEEMDAN能量相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法

当配电网发生单相接地故障时,故障点同侧的暂态零序电流具有一致的主谐振频率,而故障点两侧的电流主谐振频率差异较大。根据这一特征,本文提出了一种基于自适应噪声的完备集合经验模态分解(CEEMDAN)能量相对熵的故障区段定位方法来识别此差异,计算得到熵值最大的区段即可判断为故障区段。经仿真分析,该方法在不同的故障条件下均能定位出故障区段,且不受噪声影响,具有很高的准确性和可靠性。     

基于小波包能量相对熵的配电网单相接地故障区段定位

配电网发生单相接地故障时,故障点两侧暂态零序电流波形差异较大,在不同频率下的能量分布不同。结合信息熵和小波包分解,定义了具有对称性的小波包能量相对熵来识别此差异,实现故障区段定位。对馈线自动系统中沿线安装的FTU或其他测量装置获得的暂态零序电流进行小波包分解,获得其频谱能量分布特性,再计算各区段两端暂态零序电流的相对熵,比较计算结果,熵值最大的为故障区段。通过选用暂态零序电流能量最大的数据段来计算相对熵,可以避免采样不同步的影响。该区段定位方法不受过渡电阻、故障位置和故障角的影响,通过仿真分析验证了方法的有效性。     

检测暂态零模电流相关性的小电流接地故障定位方法

提出了一种利用暂态零模电流的馈线自动化系统小电流接地故障定位新原理:故障点前非故障区段两侧馈线终端装置(FTU)检测到的暂态零模电流波形相似,相关系数接近1;故障区段两侧FTU检测到的暂态零模电流初始极性相反,波形差异很大,相关系数接近0。通过求取相关系数最大值,避免FTU数据采集不同步引起的计算误差。数字仿真与静态模拟实验证明了所提出的故障定位方法是正确、可行的。     

A new technique for transformer protection based on transientdetection

This paper proposes a new technique for transformer protection. The technique is concerned with the detection of the fault generated high frequency current transients by means of a specially designed relay unit. The relay, tuned to a band of high frequencies, is used to capture the transient currents from both sides of the transformer; the differential and average currents between the two sides are then calculated. The spectral energies of these current signals are extracted to produce the operate and restraint signals; a comparison between the levels of the two signals determines whether the fault is internal or external to the protected zone. A new technique for inrush detection has also been proposed in this paper. The technique detects inrush current by using the high frequency components contained in its current transient signal. The restraint signal is derived by computing the ratio of the spectral energy of the transient signal to the fundamental current. A comparison between the level of restraint signal and a pre-defined threshold determines whether a magnetizing inrush is in process. Simulation studies with respect to different fault and inrush conditions have been conducted, and the results prove that the proposed technique is able to offer fast responses in protection and accurately discriminate between inrush magnetizing current and internal faults     

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。     

判断隔离铁路自闭、贯通电力线路短路故障的方法

阐述了铁路10kV自闭、贯通电力线路的运行方式和特点,提出了一种用时标分组判断隔离铁路自闭、贯通电力线路短路故障的新方法。将故障电流转换成带时标的遥信信号上传,通过综合考虑故障点前后高压负荷开关流过电流及其在自闭、贯通电力线路的位置,主站对带时标的信号分组以判断线路短路故障区段。利用程序控制故障点两端远动负荷开关进行分闸操作,对相邻配电所相关断路器进行合闸操作,以达到自动隔离故障的目的。实例表明可在90s之内自动隔离故障区段并恢复供电。     

小波分析在小电流接地系统故障选线中的应用

提出一种比较各条线路的暂态零序电流高频分量进行故障选线的方法。对不同的小电流接地系统，选用由Prony方法计算出的高频分量频率，从而更有效地利用暂态电气量。应用在时频空间具有良好聚焦特性的小波包，以适当频带宽度，对故障后暂态量进行分解。仿真结果表明，该选线方法故障特征明显，可以准确地实现单相故障选线。     

基于相频特性与多频带分析的小电流接地系统故障选线

根据线路的相频特性将频率分为不同的区段，论证了在选定频段（SFB）内，小电流接地系统健全线路零序电流极性与故障线路相反；应用小波包以适当频率带宽对各线路的暂态零序电流进行分解，小波包系数的符号表示相应频段零序电流的极性；在SFB内按照能量最大的原则，确定各线路暂态零序电流分布最集中的频带所对应的小波包分解树节点，通过比较所有线路暂态零序电流在各自能量最大节点处的小波包分解系数的极性，自适应地实现故障选线。PSCAD仿真试验结果表明，该方法能够准确、可靠地实现电缆-架空线混合传输线的小电流接地系统单相故障选线。     

基于自适应陷波滤波器和混沌振子的配电网故障选线

小电流系统发生单相接地故障时,各馈线的零序电流呈现出复杂的非线性和非平稳性,故障点的信号电流也非常微弱,给故障选线带来困难。但故障后,故障馈线的零序高频分量幅值是所有正常馈线之和,且相位相反。文中提出一种结合自适应陷波滤波器(Adaptive Notch Filter,ANF)和混沌振子的选线方法。ANF可以通过调节本身参数,实时、准确提取各馈线高频信号,而混沌振子对内外同频率信号有较高敏感性,对其进行尺度变化以适应电网高频信号检测。通过ANF提取故障零序电流中五次谐波,将其作为混沌振子的输入,用获得的系统相图作为故障判据。对不同条件下的故障进行了仿真验证,结果证明了算法的准确性。     

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。     

考虑频段筛选的配电网单相接地选线方法研究

暂态能量选线方法基于配电网故障馈线零序电流频谱能量高于健全馈线,但由于消弧线圈的过补偿,故障馈线首端电流工频分量及其附近低频分量可能低于较长的健全馈线,容易造成选线误判。为此,推导了应排除频段的近似计算公式,提出了考虑频段筛选的选线方法。为有效鉴别母线接地故障,基于母线故障时各馈线零序工频电流与对地电容比值近似相等这一故障特征提出了辅助判据指标。仿真模型验证了所提选线方法的准确性。     

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。     

主动干扰技术在消弧线圈接地系统故障选线中的应用

针对中性点经消弧线圈接地系统提出一种无需额外信号注入装置的故障选线方法:当馈线发生单相接地故障时,通过控制消弧线圈所连接的电力电子开关短时投切阻尼电阻,从而产生频率成分丰富的扰动电流信号,通过在各出线中对扰动电流信号进行检测和分析实现故障选线。所提方法不需要额外的信号发生装置,对于高阻接地故障同样适用。理论分析、仿真分析和模拟实验都验证了该方法的有效性。