基于暂态场量的小电流接地故障定位新方法

提出一种利用暂态电磁场信号实现架空线路小电流接地故障定位的新方法.详细分析了线路下方不同方向电磁场的特征,提出利用特征频段内垂直电场的Hilbert变换与水平磁场的乘积计算故障方向,根据故障点前后故障方向的不同确定故障区段.阐述了所述方法的若干性能与抗干扰措施,最后通过仿真和试验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。     

基于同步量测的谐振接地系统高阻接地故障区段暂态定位

谐振接地系统高阻接地故障发生概率较大,检测难度高,现有暂态分析及暂态区段定位方法不适合用于高阻接地故障。利用消弧线圈与系统对地电容间并联谐振的独特作用,分析了谐振接地系统高阻接地故障暂态零序电流与暂态零序电压的变化规律。研究发现,故障点下游各检测点暂态电流与暂态电压近似正交,而故障点上游检测点暂态电流还包含了与暂态电压成正比例的故障点暂态电流。利用同步量测单元采集的故障信息,计算各检测点暂态电流在暂态电压上的投影,若相邻检测点暂态电流投影分量之差超过一预设门槛,则该区段为故障区段,否则最末检测点下游区段为故障区段。所述方法完善了小电流接地故障暂态分析与暂态区段定位技术,数字仿真验证了该方法的可行性。     

架空线路小电流接地故障零模电压信号获取新方法

提出一种通过电场感应获取架空线路小电流接地故障零模电压信号的新方法。阐述了线路下方由三相电压共同产生电场的特征,提出故障前后垂直地面方向电场的变化量与零模电压基本成比例关系,通过感应该电场变化量可以获取暂态及稳态零模电压信号。提出利用电荷放大器和平行金属极板组成的电场传感器感应空间电场获取零模电压信号的方法。最后通过仿真和试验验证了该方法的正确性。     

综合暂态与工频信息的谐振接地系统小电流接地故障选线

对于谐振接地系统,利用工频电流的小电流接地故障选线方法不再适用,而受现场普遍存在的电压互感器/电流互感器接线极性反接问题影响,利用暂态电流极性比较与暂态无功功率方向的选线方法也易出现误选。文中在分析过补偿方式谐振接地系统中接地故障暂态与工频零序电流/无功功率分布差异的基础上,提出两种综合利用故障暂态与工频分量的全信息量选线方法,即:与任一其他线路暂态零序电流极性关系与工频零序电流极性关系均不一致的线路为故障线路;或暂态无功功率与工频无功功率流向不一致的线路为故障线路。两种方法均可有效避免因电压互感器/电流互感器接线极性反接或不确定造成的误选,扩大了对现场条件的适用性,提高了选线可靠性。仿真与现场数据验证了算法的有效性。     

利用空间电磁场感应检测小电流接地故障

针对架空线路小电流接地故障信号不易获取的问题,提出一种利用电磁场感应实现非接触式故障检测的新方法.对三相架空线路周围故障前后的电场和磁场特征进行了深入研究,发现线路下方水平磁场与零模电流基本成比例关系,垂直电场与零模电压基本成比例关系.利用电磁场传感器感应水平磁场和垂直电场可以获取零模电流和零模电压信号,利用获取的故障信号,提取故障特征,可以实现小电流接地故障选线与定位.提出了现场应用方案和需要解决的若干关键问题,最后通过仿真验证了该方法的正确性.     

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。     

利用暂态特征的新型小电流接地故障监测系统

介绍一种小电流接地故障监测系统的构成、工作原理及现场应用情况。基于故障产生的暂态零序电压电流在特定频段(SFB)内分量呈容性的关系,利用暂态零序电流幅值比较、极性比较及暂态无功功率方向原理实现故障线路综合选择,并利用瞬时接地故障信息对线路绝缘状态进行监测。该系统结构合理、可适用于配电网自动化系统和变电站自动化系统,检测方法不受消弧线圈、不稳定电弧影响,同时可检测消弧线圈支路接地、网络中存在闭环运行线路等特殊故障。     

架空线路小电流接地故障电流信息获取新方法

提出一种利用空间磁场感应获取小电流接地故障暂态及稳态电流信息的新方法。详细分析了架空线路周围故障磁场的特征,阐述了线路下方零模电流的最佳检测点的计算方法,提出通过感应该点处的水平磁场可以获取零模电流信号。在偏离该点的线路正下方附近,通过感应水平磁场可以获取以零模分量为主导的故障电流信息,感应垂直磁场可以获取以线模分量为主导的故障电流信息,并提出利用圆柱形线圈感应空间磁场获取故障电流信息的方法。最后通过实例仿真及试验验证了该方法的可行性。     

配网自动化系统小电流接地故障暂态定位技术

分析了小电流接地故障的暂态过程、暂态电流分布特征,以及配网自动化（DA）系统实现接地故障定位面临的问题。介绍了暂态功率方向定位方法和暂态电流相似性定位方法的原理和特点,提出了综合利用两者特点确定故障区段的方法：利用前者大致估计故障所在区段,利用后者确定具体的位置。最后阐述了故障选线装置接入DA系统的必要性,给出了DA系统接地故障定位流程。静态模拟试验和现场运行结果均表明,基于所提方法的DA系统故障定位功能成功率高,且可有效辨识故障和扰动。     

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。     

配电网混合线路单端行波测距法

提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线与电缆混合线路单端测距的方法。该方法分2步确定故障点:首先根据故障行波的传播特性,提出新的判据以确定故障区段,此判据根据特征波的逻辑运算结果确定故障区段;然后在定段的基础上再实现准确定位。     

基于检测暂态高频电流的配电网故障处理方法研究

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。     

仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。     

特殊工况下基于三角形计算的高精度输电线路单端测距方法

准确的故障测距是输电线路故障后快速恢复供电的重要前提。一般来说,线路上发生单相接地故障时,因过渡电阻的影响,导致计算阻抗无法正确反映保护安装处至故障点的线路阻抗值,必须借助双端测距才可获得精确测距值。文中在分析附加阻抗来源的基础上,提出在特殊的工况下,双端测距失效,基于三角形计算的单端测距可精确测距,并且此方法可以推广至架空线、地缆混合参数的输电线路故障。经过仿真数据以及现场数据验证,该方法具有较高的精度。     

配电网络故障区段定位新方法

针对小电流接地系统故障定位问题,提出了一种利用暂态纯故障分量的配电网故障区段定位方法。该方法在计算故障后各检测点的暂态零模功率纯故障分量近似熵值的基础上,求取出各区段的比例因子值,进而通过与主站中的阈值比较大小来判定故障位置。大量的ATP仿真表明,无论是母线故障还是分支线路区段故障,该方法均能准确判定出故障位置。另外,基于近似熵算法的故障判定方法,不需要各检测点精确时间同步,适合于实际的故障定位系统。