基于KNN和多电流特征的配电网接地故障区段定位方法

为解决配电网单相接地故障区段定位难题,提出一种基于KNN和多电流特征的配电网接地故障区段定位新方法.故障点上游区段和故障点下游以及健全区段的相电流和零序电流的幅值、极性以及相似性等均存在差异,同时将相电流和零序电流的突变量作为故障区段的识别依据,提高了区段定位的准确率.针对识别判据的阈值设置困难的问题,提出利用KNN自...     

基于新型配电自动化开关的馈线单相接地故障区段定位和隔离方法

针对配电网馈线单相接地故障定位隔离问题，提出采用具有测量和远程通信功能的新型配电自动化开关构成分布式馈线自动化系统，通过监测一条馈线上各开关处的零序电流和零序电压，计算由区段的各端点流入该区段的零序电流的相量和(即流入区段零序电流)，以识别故障区段，判断此馈线故障状态，实现对故障区段的快速隔离的新原理。文中亦简要介绍了新型配电自动化开关的特性。此故障定位方法适用于各种中性点接地系统s理论上不受接地点过渡电阻的影响。Matlab仿真结果证明原理分析正确，此故障定位方法具有实用价值。     

中性点不接地系统单相接地故障定位方法

分析了中性点不接地系统单相接地时,故障点两侧零序电流和零序电压之间的相位关系,推出单相接地故障时故障点上游零序电流超前零序电压90°,故障点下游零序电压滞后零序电流90°结论,提出线路单相接地故障的判别方法。监测点把线路划分为N条线段,通过异或门逻辑电路对线路故障区段进行定位,仿真结果证明这种故障区段定位方法有令人满意的性能。     

配电网单相断线故障的负序电压电流特征分析及区段定位

配电网单相断线故障会导致过电压、人身伤亡、电机损坏等事故。为了降低该类故障的排查难度,提出了一种基于负序电压电流相关系数的单相断线故障诊断方法。首先在给出配电网单相断线负序等效网络的基础上研究了负序电压和电流的相位关系,指出配电网在各种单相断线形态下故障线路故障点上游区段的负序电压和电流满足相关系数为负,而健全线路、故障线路的健全支路以及故障点下游各区段的相关系数为正,最后结合该特征分别给出了基于就地馈线自动化、智能分布式馈线自动化以及集中式馈线自动化模式的单相断线故障区段定位与隔离方法。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明文中的单相断线诊断方法不受中性点接地方式、功率因数、过渡电阻和断线形态的影响,同时与智能分布式和集中式馈线自动化结合使用时仅传输逻辑信号,通信量小。     

基于暂态零序电流凹凸特征的配电网故障区段定位方法

为保证系统安全运行,不改变原系统中性点小电流接地方式,DG中性点一般采用不接地。当主网发生单相接地故障时DG不向系统提供零序电流,故不影响暂态零序电流故障特征。进一步对暂态零序电流波形特征进行分析发现,其凹凸特点包含着可用于定位的故障信息。采用VMD算法来提取能够表征暂态零序电流凹凸特征的有效成分,并提出波峰波谷算法对有效频率分量的凹凸特性进行刻画。根据故障点两侧凹凸数相差较大且初始凹凸性相反,而故障点同侧其凹凸数大致相等且初始凹凸性相同的特征,构造了基于峭度和初始凹凸性故障定位判据。通过将各区段峭度差值与设定阈值比较并判断初始凹凸性是否一致,从而定位故障区段。仿真试验表明,该方法能够适用于有源配电网故障定位,且在不同故障情况下具有较强的适用性。     

基于区段零序导纳的小电流接地故障定位方法

提出一种基于馈线区段零序导纳的小电流接地故障定位新方法。分段开关将配电网各馈线分成若干区段,在分析健全区段与故障区段零序导纳特征的基础上,讨论了基于零序导纳的故障区段判据。该定位方法可利用馈线终端单元作为现场测量装置,借助配电自动化系统实现。数字仿真结果证明:该方法定位准确率高,不易受系统运行方式、线路参数和过渡电阻等因素影响,能满足现场实用要求。     

基于暂态零序分量的小电流接地故障定位方法

提出一种利用暂态零序电流信号的小电流接地故障定位新方法。通过分析中性点非有效接地系统发生单相接地故障时的暂态特征,发现故障线路故障点同侧(上游或下游)两相邻检测点暂态零序电流信号波形基本相同、幅值相差不大,故障点两侧暂态零序电流相差较大。定义故障参量为暂态持续时间内瞬时零序电流的绝对值和,根据故障区段两端故障参量的变化量最大特征确定故障区段,最后,利用仿真验证了方法的正确性。     

基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法

馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点,提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术,包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电,同时可有效缩短故障处理时间。     

基于频谱序列峭度分析的小电流接地故障区段定位研究

针对基于暂态重心频率的配电网故障区段定位方法在故障点下游存在重心频率选取困难的不足,提出对故障监测点零序电流分量的傅里叶频谱分析序列进一步采用峭度分析。对于故障点上游区段,零序电流暂态重心频率分量幅值远高于次谐振频率分量幅值,其频谱分析图近似单一冲击形状,从而峭度计算值较大。对于故障点下游区段,零序电流分散分布在各个谐振频率分量上,其频谱分析图成多冲击形状,从而峭度计算值较小。因此,利用相邻两监测点峭度计算值的最大差值即能判定故障区段。大量ATP/EMTP仿真证明所提方法在故障点下游暂态重心频率不明显时仍能有效判出故障区段,可以作为暂态重心频率判据的补充。     

基于AGM曲线能量的配电网故障区段定位方法

配电网发生单相接地故障后,准确识别故障区段对配电网的安全稳定运行具有重要意义。因此,根据单相接地故障后故障点异侧暂态零序电流波形趋势差异显著的特点,本文提出一种基于暂态零序电流自适应全局均线能量的故障区段定位方法。首先,利用极点对称模态分解得到反映故障后暂态零序电流波形趋势的自适应全局均线;然后,利用故障后暂态零序电流自适应全局均线的能量差,描述故障后暂态零序电流波形趋势的差异程度,构建判据确定故障区段。仿真结果表明,该方法在不同故障条件下均可准确识别故障区段。     

基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理

针对中性点非有效接地配电网单相接地故障处理难题,提出一种基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理方案。自动化系统由变电站内的故障相接地熄弧选线装置和配置于馈线开关的故障相接地启动保护装置构成。通过采用故障相接地手段实现单相接地故障的可靠熄弧,利用故障相接地断开前后的零序电压和零序电流变化特征实现永久性单相接地故障选线、选段、隔离和健全区域供电恢复。通过对故障相接地断开前后系统零序电压和零序电流的变化规律分析,构造了基于故障相接地断开前后基波零序电流比值的单相接地选线和选段判据。讨论了单相接地故障处理启动判据、故障相接地断开时刻感知、故障相接地断开前中性点中电阻投入必要性等关键技术问题。结合实例对所提出的单相接地故障处理过程进行了说明,并开展了实验验证,结果表明了所提出方法的可行性和有效性。     

基于零序特征量的配电网接地故障区段定位方法

针对现有配电网故障区段定位方法存在对不同接地故障的适应性不强、灵敏度低等问题,分析了谐振接地配电网在发生经不同过渡电阻接地故障时,故障点上、下游的零序电流和零序电压暂态分量的特征,得出了故障点上、下游零序电流在1个工频周期内的积分与零序电压差值的比值(零序特征量)存在较大差别的结论。基于这一结论提出一种能够适用于谐振接地配电网接地故障区段定位的方法。仿真结果表明所提故障区段定位方法在高阻接地故障、低阻接地故障和非线性弧光接地故障下都具有较好的可行性。     

基于零序电流分布特性的配电网故障区段辨识

针对现有配网分布式故障定位方法复杂、可靠性差、设备要求高等问题,文中借助于低采样、低成本的故障指示器,提出了一种基于零序电流分布特性的配电网故障区段辨识方法。首先,定性分析线路不同位置、不同中性点接地方式下零序电流的组成成分及分布特征;然后,定量推导各情况下健全区段与故障区段零序电流幅值的差异,以此构造故障区段辨识判据;最后,结合零序电流分布特征与聚类过程,以最后2个类的距离之比确定故障线路,同时根据故障线路最后2类的分界编号确定故障区段,方法简单、有效。在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV小电流接地系统进行仿真验证,结果表明,所提方法与故障初相角无关、抗干扰能力强,且不受故障电阻、故障位置的影响。     

基于曼哈顿平均距离和余弦相似度的配网单相接地故障定位

针对有源配电网谐振接地系统发生单相接地故障时现有定位算法灵敏度不足的问题,文中提出一种基于曼哈顿平均距离和余弦相似度的故障定位方法。首先,明确了分布式电源(distributed generator,DG)的中性点接地方式并分析了DG接入的影响;其次,对故障馈线各区段两端的暂态零序电流进行小波包分解,利用曼哈顿平均距离计算其幅值相似度,并基于余弦相似度比较其波形差异,从而构造综合相似度判据,与设定阈值进行比较即可区分出故障区段。最后利用DIgSILENT PowerFactory搭建仿真模型,仿真结果表明该方法在不同故障位置、不同故障时刻以及不同过渡电阻下均能实现准确定位。     

基于广义S变换的有源配电网故障定位方法

有源配电网中,DG中性点接地方式的不同选择将对原有故障电气量造成不同影响.从小电流接地系统与DG中性点接地方式安全配合的角度分析可知,DG采用中性点不接地方式最佳,并由此得出了其暂态零序电流不受DG接入影响的结论.在此基础上,针对故障信息利用不充分且单一判据存在定位盲区的问题,提出一种基于广义S变换多维判据的故障定位方法,对暂态零序电流信号进行广义S变换处理,不仅利用其幅值矩阵故障信息提取了主谐振频率和暂态能量特征量,还提出利用常被忽略的相角矩阵构造了统计极性特征量,构建了完备的多维故障区段判据.通过依次比较两检测点任一故障特征量,差异较大则判定为故障区段.理论分析与仿真验证表明该方法能够有效、准确地定位故障区段,且具有较强的适用性.     

基于幅值特征和Hausdorff距离的配电网故障定位方法

为了消除单相接地故障下配电网区段定位受系统中性点接地方式、不同过渡电阻以及线性相关法定位盲区等因素对定位准确性的影响,提出一种幅值特征下基于Hausdorff距离算法的故障区段定位方法。首先,分析了零序电流暂态分量故障特征,明确健全区段、故障区段两端零序电流暂态分量幅值特征的关系。其次,引入Hausdorff距离算法,测算馈线区段两端零序电流暂态分量幅值特征匹配度,进一步通过与设定阈值的比较,可以有效区分出故障区段。仿真验证结果表明,所提方法无定位盲区,在不同系统接地方式、不同接地过渡电阻下均能够准确定位故障区段。     

基于概率分析的高阻接地故障检测新方法

针对配电网系统的单相高阻接地故障,提出一种基于概率分析的故障检测与定位方法。该方法适用于零序不接地或经消弧线圈接地系统,利用数据采集系统采集到的零序电压和各线路零序电流的变化,进行各线路故障概率计算,在最大故障概率条件下进行故障定位。算法简洁有效,现场实测数据证明了该算法的正确性和实用性。     

基于暂态分量遗传算法的小电流接地故障定位方法

对于小电流接地系统单相接地故障定位问题,目前用于主站的定位方法较简单,不适用于结构复杂的配电网,且容错率较差。提出了一种基于暂态分量遗传算法的小电流接地故障定位方法,故障发生后,终端利用实时测量的暂态零序电流和零序电压的相位关系进行编码,主站收到编码后启动遗传算法搜寻故障区段并输出定位结果。该方法同样适用不接地系统和谐振接地系统,并且定位判据的获得比较简单,各终端之间不需要GPS对时,另外还具有一定的容错性。通过现场实际验证,证明了该定位方法的可行性。     

基于FTU的小电流接地系统故障定位方法再研究

结合配电网基于FTU的馈线自动化工作模式,提出了一种基于FTU的小电流接地系统故障定位方法:"递进组合识别法"。该方法根据基于FTU馈线自动化的特性,将零序电流增量分析法和谐振频率信号电流注入法两种选线方法加以改进,并将改进后两个判据模块组合使用,以弥补两种判据各自存在的局限。文中分别介绍两种判据模块的基本原理及判据,并用Matlab6.0在不同中性点运行方式及过渡电阻的故障情况下对这两种判据模块做了仿真,结果证明"递进组合识别法"不仅有效弥补了目前已有小电流单相接地故障选线的缺陷,而且更将故障具体定位在     

基于极点对称模态分解的配电网单相接地故障区段定位技术

配电网发生单相接地故障后,系统中将产生丰富的暂态电气量。利用故障点上游暂态零序电流幅值远大于故障点下游及正常线路的特征,提出一种基于暂态零序电流极点对称模态分解(ESMD)的配电网故障区段定位方法。基于实际配电网线路参数搭建典型缆-线混联仿真模型,对故障后暂态零序电流进行极点对称模态分解并构造相应的暂态能量函数,将构造所得的暂态能量函数作为评价各测点暂态零序电流幅值强弱的指标进行故障区段定位。仿真结果表明所提方法可有效提取故障特征,对各种故障工况适应性强,且各测点仅需上传1个暂态能量值,可有效降低通信要求、节约硬件投资成本。