小电阻接地系统单相断线故障电压特征分析

小电阻接地配电网发生单相断线(含坠地)故障时,由于过渡电阻大、故障电流小,现有零序过电流保护将拒动。针对小电阻接地配电网分别发生断线不接地、断线并电源侧接地及断线并负荷侧接地3种类型故障,分析断口前后零序电压和线电压特征,发现:断口前后零序电压主要与断线类型、接地点过渡电阻和下游负荷阻抗有关;在3种断线情况下,断口后的零序电压幅值总明显大于断口前的零序电压;断口后故障相分别与2个健全相之间的线电压幅值之和总是等于或者大于正常线电压的幅值,而且明显小于2倍的健全线电压幅值;上述特征在接地电阻为无穷大时依然适用,可用以实现小电阻接地配电网单相断线故障定位。利用Matlab搭建典型配电网模型进行大量仿真,验证了分析结果的正确性。     

基于零序电压相关系数的配电网单相断线故障保护方法

伴随着配电线路绝缘化率的提高，断线故障成为配电网常见故障之一，故障长期存在易引发火灾，甚至导致人身触电。针对此问题，以不接地系统为例，根据单相断线故障模型，分析了配电线路发生断线故障时断口前后零序电压的变化特征，分析发现：单相断线故障时，断口两侧至少有一侧会出现较大的零序电压，并且两侧零序电压存在较大差异，然而之前利用断口前后零序电压幅值差的故障识别方法存在死区。为提高检测可靠性，综合利用断口两侧零序电压的幅值和相位信息，提出一种基于零序电压相关系数的配电网单相断线故障保护方法，并通过数字仿真验证了该方法的有效性。理论分析和仿真表明，所述方法不受断线相别、故障位置和负荷大小的影响，能够在各种断线形态下可靠识别故障。     

谐振接地系统单相断线并电源侧接地故障电压特征分析EI北大核心CSCD

针对谐振接地系统,综合考虑阻尼率、失谐度、接地过渡电阻、断线位置、故障线路零序电容占系统总零序电容的比例以及负荷阻抗等多方面因素,建立了谐振接地系统单相断线并电源侧接地故障分析模型。全面分析了中性点电压及断口上下游各相电压、线电压的幅值及相位在各因素影响下的变化规律,并给出电压变化特征值。基于MATLAB/Simulink仿真软件对示例配电网进行仿真验证,仿真结果验证了理论分析的正确性,可为配电网断线故障辨识定位提供理论依据。     

不接地系统单相断线故障电压分析

随着架空绝缘导线的普及,断线故障已成为配电网常见故障之一。该文以不接地系统为对象,建立单相断线故障模型,综合考虑故障类型(断线不接地、断线并电源侧/负荷侧接地)、故障线路对地电容占比、断线位置、负载阻抗大小和坠地点接地电阻大小等影响因素,分析地电位与中性点(零序)电压偏移规律,进一步推导断口前后三相电压和线电压的幅值、相位以及相序变化特征,并与不接地系统单纯小电流接地故障的电气特征进行对比,利用数字仿真验证了分析结果的正确性。该文结果可为利用电压信号的配电网断线故障检测及定位方法研究提供理论依据。     

小电流接地系统单相断线接地复故障类型诊断

在考虑负荷性质、中性点接地方式、过渡电阻等因素的条件下,利用复合序网分析了配电线路单相断线接地复故障的故障特征,得出不同影响因素下零序电压的幅值和相位信息变化差别显著的结论,从而提出一种基于零序电压幅值和相位的小电流接地系统单相断线接地复故障类型的诊断判据。PSCAD仿真验证了该判据的有效性。     

一种中压配电网单相断线接地复故障诊断方法

针对小电流接地配电系统中单相断线接地复合故障(SLGF-LB)隐蔽性高、难以准确识别的问题,为了有效识别单相断线接地复合故障,使用对称分量法分析中压侧单相断线接地复合故障和单相接地故障(SLGF)在配电变压器二次侧出口端的电气特征,提出一种基于低压侧三相电压幅值的中压配电网单相断线接地复合故障诊断方法.该方法以幅值的平...     

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。     

中压配电网单相接地故障熄弧后的电气特征分析

配电网单相接地故障熄弧后的电气变化规律不仅决定过电压水平、电弧是否重燃以及重燃时的电气特征,更将对故障诊断方法的适应性与可靠性产生影响。利用配电网单相接地故障等值电路对系统故障恢复过程进行了分析,发现不同接地方式系统的零序网络在熄弧后均存在衰减的振荡过程。其中不接地系统的零序电压幅值大、振荡频率远低于工频、持续时间长,相电压存在较长时间的过电压。经消弧线圈接地系统的零序电压幅值大、振荡频率略大于工频、持续时间一般在5个周期以上。由于拍频现象会导致故障相1.1倍以内的过电压,经小电阻接地系统振荡频率远高于工频且幅值小、衰减速度快。利用ATP-EMTP验证了3种配电网接地方式下系统单相接地熄弧后恢复过程符合上述规律。     

逆变型分布式电源接入配电网单相断线故障零序电压分析

随着绝缘导线的大量应用,配电网发生断线故障概率增加。针对逆变类分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)对传统断线故障特性产生影响这一问题,分析并仿真验证了IIDG接入配电网发生断线故障时的故障特征。首先,建立了含IIDG配电网故障模型,推导得出单相断线不接地、单相断线电源侧接地以及单相断线负荷侧接地三种故障形态下的断口两侧零序电压表达式。其次,通过绘制相量图的方法,分析了故障位置、过渡电阻以及IIDG输出特性对系统侧零序电压分布的影响。最后,分析了IIDG不同额定容量下零序电压的变化情况。理论分析结果表明,只有故障点下游的IIDG才会对零序电压分布轨迹产生影响。仿真结果验证了所述分析方法的合理性以及分析结果的正确性。     

配电系统多重故障辨识及恢复策略研究

配电系统中单相接地、断线、电压互感器高压熔丝熔断及铁磁谐振均会造成零序电压升高及相电压异常,且易互相诱发形成多重故障,传统的故障处理流程无法对其进行精准快速的辨识和恢复。在分析配电系统接地、断线激发铁磁谐振原理的基础上,结合单相接地、断线、电压互感器高压熔丝熔断及铁磁谐振的故障特征,提出了配电系统多重故障辨识及恢复策略。在每次试断开线路前,根据电压幅值及其波动情况,排除谐振及电压互感器高压侧熔断的干扰;利用综合故障测度确定并隔离接地线路。实际案例分析说明了所述策略的故障处理过程,证明了该策略的有效性。     

暂态零序电荷-电压特征与支持向量机结合的谐振接地系统故障选线研究

提出了一种暂态零序电荷-零序电压(Q-U)特征与支持向量机(SVM)相结合的配电网谐振接地系统故障选线方法。为解决配电网故障选线不可靠的问题,从配电网暂态故障特征出发,研究单相接地故障后馈线暂态零序电荷与零序电压的故障特征关系。并以各条馈线零序电荷与电压相关系数作为选线特征输入量,通过结合支持小样本分类的支持向量机分类算法,建立了一套基于暂态零序Q-U特征的配电网故障选线流程。在PSCAD/EMTDC仿真软件下建立35 kV的谐振接地系统模型,大量仿真结果表明该方法不受故障距离,故障时刻的影响,特别在高阻,电弧等工况下仍然能够实现正确故障选线。     

基于零序电压分布特征的小电流接地故障测距初探

故障测距能够大大提高故障巡线与修复速度,但现有配电网小电流接地故障测距技术存在经济性较差的问题.为此,提出一种基于零序电压分布特征、可在现有配网自动化系统上实现的小电流接地故障测距方法.首先,利用小电流接地故障分布参数等值电路,验证零序电压分布特征作为故障测距判据的可行性.其次,在故障区段已知的基础上,利用配网自动化系...     

基于配电自动化技术的小电流接地故障区段定位方法

提出了一种小电流接地的稳态选线方法,该方法全面利用了配电网发生单相接地故障后故障线路与非故障线路的零序电流与零序电压的相位关系,借助了现有的配电自动化技术,新颖之处在于计及了配电线路电阻的影响,考虑了线路在带有负荷的情况下故障线路与非故障线路零序电流电压的相位关系,并通过在馈线自动化终端FTU上嵌入DFT相位检测算法来实现零序电流电压相位差的测量,仿真验证了选线方法的有效性。     

基于EEMD和能量法的谐振接地配电网故障选线研究

提出一种基于集合经验模态分解（EEMD）的谐振接地配电网暂态量选线新方法。提取故障发生后各线路1／4周期暂态零序电流作为数据窗长度,用EEMD将1／4周期暂态零序电流分解为有限个固有模态函数（IMF）分量和一个剩余分量 r;将每条线路的IM F分量与原始信号做相关分析,选出与原始信号相关程度最大的前3个IM F分量作为暂态零序电流特征IM F分量,计算特征IM F分量和剩余分量的能量和作为线路的固有模态能量;计算各线路的固有模态能量权重因子,比较能量权重因子的大小选出故障线路。为了判断母线故障,选出能量权重因子最大的前3条线路做进一步比较。该方法利用暂态量,不受消弧线圈影响,可以同时适用于中性点不接地和谐振接地配电网,而且针对故障条件比较苛刻的高阻接地和小角接地故障同样适用。MATLAB仿真验证了方法的正确性。     

中性点非直接接地系统零序网络的相频特性

暂态零序分量是中性点非直接接地系统单相接地故障选线的主要研究对象。为了揭示暂态量分布的频域特性,以线路分布参数模型为基础,全面分析了发生单相接地故障后的零序网络相频特性。通过PSCAD仿真分析了单条线路的零序阻抗相频特性曲线,研究了不同的线路参数、出线长度、线路结构和分支线路等因素对其的影响;仿真分析了整个零序网络中各条出线的相频特性曲线,研究了接地方式对其相频特性的影响。分析表明:单相接地故障发生后,故障线路测量到的是所有健全线路组成的零序网络的相频特性,其特性取决于系统接地方式以及健全线路的相频特性;线路首容性频带并不是一成不变的,基于暂态零序信号的选线方法要能够自适应地寻找线路的首容性频带,提取频带内的暂态信息。并且要依据频带内各条线路电流之间或电压与电流之间的关系形成选线判据。     

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。     

基于小波包分析的配电网故障选线新方法

提出了基于小波包分析的配电网故障选线新方法用于解决低频采样零序电流信号因发生不同程度的能量衰减而导致的选线错误问题。当发生单相接地故障时,分别对零序电流信号进行低频采样和高频采样,计算高频采样零序电流信号的首波头极性和最大值以及低频采样零序电流信号的最大值,以此为依据对低频采样的零序电流信号做增强处理,然后利用小波包分析方法对增强的信号进行小波包分解,根据能量最大的原则实现故障选线。基于上述原理研制了配电网接地选线装置,给出了装置的硬件结构及软件流程。分别针对零序电流信号能量衰减严重和极性检测错误的情况进行仿真试验。结果表明,该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性。     

配电网单相接地故障柔性自适应消弧新方法

针对已有消弧柜和柔性电压消弧技术未考虑故障线路阻抗压降问题,提出基于故障点处电压抑制的配电网单相接地故障柔性电压消弧新方法。通过2次注入补偿电流计算中性点至故障点压降,再调控零序电压至该压降,将故障点处电压抑制为0。为防止2次注入任意电流导致接地故障电流增大的问题,提出将柔性电流消弧法作为柔性电压消弧新方法投入前的过渡。考虑故障相误选的影响,提出故障选相新方法,推导了单相接地故障后的零序电压与故障相电源电压的相位关系,通过相位比对选出故障相。最后,结合柔性电压消弧法自适应线路参数变化的优点,提出以柔性电压消弧新方法为主,柔性电流消弧法为短时先导的柔性自适应消弧方法。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法

为解决配电网接地故障的定位难题,在分析配电网接地故障行波零模与线模分量传输特性的基础上,提出了一种配电网接地故障定位新方法。该方法采用合适的小波变换标定零线模行波波头,并根据配电网故障行波历史数据拟合零线模时间差与故障距离、零线模时间差与零模波速的对应关系曲线,然后据此关系曲线提出了基于零线模传输时差的故障区段判别方法,最后研究了基于双端行波零模分量的配电网故障精确定位新方法,可在线路接地故障情况下准确判别故障区段并精确计算故障点位置。该方法具有较高的定位准确度,可有效解决配电网接地故障定位难题,仿真分析验证了该方法的有效性和准确性,有望在配电网中得到实际应用。     

基于零序电压调控的故障选线选相新方法

为解决配网高阻接地故障选线与选相准确率较低的问题,提出了一种基于零序电压调控的接地故障选线与选相新方法。通过分析零序电压调控前后各馈线零序电流的相角特征,根据健全线路与故障线路零序电流前后相角差值的绝对值存在明显区别选取故障线路。在完成故障馈线辨识的基础上,利用零序电压调控前后故障线路的零序电流完成故障选相函数的相角值计算,故障选相函数值较小者所对应的相别即为故障相。仿真分析表明,所提方法不仅将选线与选相方法有效结合,而且调节系数灵活多变,适用于不同运行方式下的低、高阻接地故障。