并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法

针对谐振接地系统对地参数测量不准确以及高阻接地故障选线困难的问题,提出了并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法。基于消弧线圈并联阻尼电阻的投切特性,利用投切阻尼电阻前后零序电压幅值与相位的变化关系,测量系统对地电导与电容参数。在系统正常运行时,通过调整并联阻尼电阻值大小,测量各馈线零序导纳值。在发生接地故障后退出阻尼电阻,测量故障后各馈线零序导纳值,可消除系统参数不对称、互感器采样不同步的影响,主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差,实现故障线路的准确判别。在PSCAD仿真环境下对所提方法进行验证,结果表明：所提方法能够精确测量对地电导与电容参数,测量相对误差不高于0.6%;在不同馈线、不同过渡电阻下发生接地故障时,能准确判别故障线路,耐过渡电阻能力达10 kΩ。     

谐振接地系统单相接地故障区段定位方法

针对配电网因分支多、接地故障电阻大导致的单相接地故障定位问题,提出一种针对谐振接地系统的单相接地故障区段带电定位方法.该方法在故障发生后调节消弧线圈的补偿电流,利用调节前后线路上多个馈线终端单元(FTU)测量到的零序电流变化量信息确定故障区段.提出了单相经过渡电阻接地时,将零序电流按零序电压进行折算的方法,从而解决了调节消弧线圈后零序电压发生变化的问题.现场试验对该方法进行了验证,表明该方法能够满足实用要求.     

基于零序电流与电压相位差变化的灵活接地系统故障选线方法

目前灵活接地系统大多采用定时限零序过电流保护,高阻接地故障时保护存在易拒动的问题.为解决此问题,提出了基于零序电流与电压相位差变化的选线方法.基于灵活接地系统单相接地故障的零序等效电路,分析了并联小电阻投入前后的电气量变化特征,即非故障线路始端零序电流与母线零序电压相位差不变,而对于故障线路此相位差发生变化,同时分析了过渡电阻对电气量变化特征的影响,发现过渡电阻只影响母线零序电压相位变化量,而对各线路始端零序电流与母线零序电压相位差的变化量无影响,据此提出该选线方法.该方法利用了并联小电阻投入前后电气量的变化特征,无需其他馈线的电气量即可判定故障线路.仿真实验表明该方法在高阻接地故障时仍能准确选线.     

小电流接地电网单相接地故障的暂态特性

针对小电流接地系统单相接地故障接地选线困难的问题,通过理论分析、仿真研究和大量6kV模拟实验验证,深入研究了该型故障的特征,着重研究了电弧接地故障时暂态零序测量电流的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系。结果表明:①电弧接地时,零序电压和各馈线零序电流中都有高频衰减的暂态分量。暂态分量的频率主要与变压器漏抗、电网对地电容和相间电容有关,频率约在0.3～3kHz之间。暂态分量的特征基本不受中性点接地方式的影响。②故障线路与非故障线路的暂态零序电流在频率、衰减速度等特性上相同。非故障线路暂态零序电流的大小与本线路对地电容的大小成正比,而故障线路暂态零序电流等于所有非故障线路暂态零序电流之和,但方向相反。③单相接地故障发生在相电压最大值附近时暂态零序电流最大,发生在相电压过零点附近时最小;暂态零序电流的衰减速度随电弧电阻的增大而加快。这些暂态特性可为研究基于单相接地故障暂态分析的接地选线方法提供理论依据。     

基于零序电流差暂态小波能量的故障选线新方法

提出一种基于暂态零序电流差能量比较的小电流接地系统单相接地故障选线方法。该方法首先求取各馈线间零序电流的差,并计算出每条馈线零序电流差的小波各尺度的高频细节系数,获得滑动时间窗口内的暂态能量;然后在3～5层分解尺度下求取每条馈线零序差值能量和,并计算出各分解尺度下所有馈线的能量总和,比较各分解尺度下馈线零序电流差能量总和,获得最佳分解尺度及最佳分解尺度下各馈线零序电流差能量所占的比重,将其与整定阈值比较后得出故障线路。该方法不受消弧线圈补偿度、故障发生地点、故障的过渡电阻及相角的影响,具有选线准确、灵敏度较高的特点,抗干扰能力强。最后,通过仿真试验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法

现有配电网单相接地故障保护技术在高阻接地故障时无法可靠启动,选相与选线结果易受三相不对称的影响。针对这一问题,提出了基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法。在三相不平衡过电压动态抑制的基础上,分析了故障前后注入电流与馈线零序电流特征。根据故障发生后注入电流变化量特点构建了接地故障动态感知判据,利用注入电流变化量的相角与幅值分别进行故障相识别与过渡电阻计算,通过比较各馈线零序电流变化量有效值进行故障选线。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提方法进行验证,结果表明所提方法能够准确识别高阻接地故障,选相与选线结果不受三相不平衡与系统对地电容大小影响。     

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。     

基于高低频段暂态信号相关分析的谐振接地故障选线方法

针对谐振接地系统在相电压过零点附近发生单相接地故障时选线灵敏度不足的问题,提出一种基于高低频段馈线零序电流与母线零序电压导数的相关分析故障选线法。系统故障后健全线路的阻抗在高低频段均呈电容特性,而故障线路的阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。由此可知,健全线路零序电流与母线零序电压导数的相关系数在高频段和低频段相等,其差为零;故障线路在低频段含有衰减直流分量,该频段内零序电流与母线零序电压导数的相关系数很小,而高频段的相关系数数值较大,两者差值较大。根据这一特点构成故障选线判据。该方法物理意义明确,能提高相电压过零点附近的选线灵敏度,在其他故障状态下也能准确选线。大量仿真结果验证了该方法的有效性。     

注入电流馈线分布特征及其在接地故障检测中的应用

注入法是配网接地故障保护的重要方法之一,然而实际接地故障存在过渡电阻,尤其是高阻接地故障时,传统注入电流分布模型和故障检测方法的有效性受到严重影响。为解决配网单相经高阻接地故障检测的难题,构建了基波注入电流在多馈线配网中的精准分布模型,提出可消除电网分布参数不对称影响的接地故障判定和选线新方法。通过对线路零序电流成分的分解,发现非金属性接地故障下每条线路中均存在注入电流,且分布在每条线路中的比例等于当前工况下该线路零序导纳与系统总导纳的比值,将该比值定义为"分担系数"。针对不同接地方式,刻画出分担系数随过渡电阻变化的轨迹特征,并提出了基于分担系数幅相特征的不对称配电网单相接地故障识别和故障选线方法,理论上消除电网三相分布参数不对称的影响,具有耐受过渡电阻能力强的优势。实际应用中仅需调节一次注入电流并测量被检线路零序电流的变化量,操作简单、易于实现。     

一种基于消弧线圈接地系统的选线方法与实现

本文以消弧线圈调挡前后配电网各出线首端零序电流相位的变化,建立接地故障的选线技术路线,提出接地故障发生时将消弧线圈档位从正常工作的过补偿档位(档位1)调节至短时间欠补偿档位(档位2),接地故障所在的线路其零序电流相位变化最大。在仿真模型中,通过改变接地点的过渡电阻,分别在金属接地、经200 Ω电阻接地、经2 000 Ω电阻接地,获得了不同状态下的试验数据。结果表明本文所述选线方法,可明显区分接地线路与非接地线路,提高经消弧线圈接地的配电网接地故障的选线准确率。     

基于零序暂态电流方向判断的小电流接地选线方法

当非直接接地的配电网发生单相接地故障时，大部分情况下故障电流的稳态分量较小或为0，导致许多基于稳态分析的小电流接地选线装置的选线效果不理想。作者分析了6 kV模拟电网的大量实验数据，得到电弧接地故障时故障线路与非故障线路零序暂态电流的特征。在此基础上提出用各线路零序暂态电流相互点积积分平均值的正负来判断故障电流的方向，并采用一个时间段的积分平均值作为判断量，有效地提高了故障选线的准确性和可靠性。该方法计算量较小，能在单片机上实现，并具有在线纠错能力，对中性点不接地或经消弧线圈接地的电网均有效。     

基于80296和CPLD的补偿电网微机选线装置的设计

分析了补偿电网单相接地故障时故障线路与非故障线路零序电流的分布特性,将补偿电流融入到选线的计算和判断中,提出了一种新的接地选线方法———电流融合法,该方法具有计算简单、保护裕度大选线准确快速的特点,并在此基础上设计了以INTEL80296和CPLD为主控单元的微机选线装置,该装置对装设了预调式消弧线圈的补偿电网的选线具有很高的准确性。     

A selective single-phase-to-ground fault protection for neutral un-effectively grounded systems

Single-phase-to-ground faults are the most frequent faults likely to occur in power distribution networks. As for a neutral un-effectively grounded system (NUGS), the low fault current is very common in the case of occurrence of a single-phase earth fault, leading to hard identification of the faulty feeder. In conventional way, this target can be possibly achieved by the comparison of the polarities, magnitudes, or the phase angles of the zero-sequence currents of all feeders connected to the same busbar. However, it becomes a difficult task to implement this functionality into the protection of feeder. In this paper, a novel single-phase-to-ground fault protection for NUGS is put forward. Different from conventional centralized-comparison protection, this protection can detect single-phase-to-ground fault on the feeder individually, and can be realized on FTU (Feeder Terminal Unit). It is based on the measurement of the zero-sequence voltage and zero-sequence current. The tripping strategy follows the characteristic of the modified inverse-time delay curve. By means of analyzing the characteristics of the zero-sequence transient currents, it is disclosed that the magnitude of the zero-sequence current of the faulty feeder should be greater than that of any sound feeder. Then a composite compensated voltage is formed based on the zero-sequence voltage and zero-sequence current to evaluate a revising factor for every feeder respectively. Using this revising factor to modify the identical standard inverse-time delay curve adopted by all the feeder zero-sequence overvoltage protections, the tripping time of the zero-sequence overvoltage protections of all feeders will differ from each other. In this case, the selectivity of the protection can be guaranteed. This proposed algorithm is validated with the EMTP simulation tests.     

小电流接地系统自适应单相接地保护方案

针对国内外在小电流接地系统中单相接地保护方法,提出了一种新的基于零序电流补偿的零序过电压保护方案,其基本保护采用零序过电压保护,动作时间采用反时限特性:在分析接地故障零序暂态电流分布特点的基础上,利用线路的零序电流暂态有效值与一个可整定的补偿电抗相乘,形成补偿电压,并与零序电压幅值合成复合补偿电压,利用该电压对基本的反时限动作特性曲线进行修正,实现选择性保护。仿真实验验证了算法的有效性。     

暂态零序电流波形差异的单相接地故障选线

配电网结构日趋复杂,系统发生单相接地故障的概率较高。文中在选定频段(SFB)内配电网零序电流分布特征研究的基础上,提出了基于暂态零序电流波形差异的配电网单相接地故障选线新方法。该方法利用小波包变换引入基于SFB的馈线零序电流特征分量的概念,定义符号化处理后的各馈线零序电流特征分量的互差绝对值之和为馈线零序电流波形差异系数,并根据故障馈线零序电流波形差异系数最大的特点进行选线,凸显了故障馈线与健全馈线之间的差异。PSCAD仿真表明文中方法选线准确率和可靠性高,不受故障电阻、故障距离、中性点接地方式、电弧和噪声的影响。     

基于柔性接地装置的不对称配电网接地故障选相选线方法

配电网高阻接地故障选相和选线一般较为困难。为解决这两个问题,提出了一种基于柔性接地装置的不对称配电网接地故障选相选线方法。首先详细分析各馈线零序电流在中性点零序电压调控前后的变化情况。利用不同调控状态下故障与健全馈线零序等值导纳的离散程度来辨识故障馈线,得出故障馈线辨识函数并构造了选线判据。其次,根据分相调控过程中馈线零序等值导纳与故障前馈线对地导纳差值的相角关系进行故障相判别,得出故障选相函数并构造了选相判据。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真实验表明：配电网三相对地导纳不对称情况对所提方法并无影响,低、高阻接地故障时均有较高灵敏度,故障选相与选线结果准确,且选相和选线方法得到有效结合。     

谐振接地电网单相接地故障选线的研究

为解决小电流接地系统单相接地选线中谐振接地电网的单相接地选线问题和现场应用中现有方法存在的选线不准确问题,在详细分析补偿电网零序测量电流分布后将消弧线圈补偿电流融入小电流接地选线计算和判断中,提出了一种新的针对谐振接地电网的、基于单相接地故障工频稳态量分析的小电流接地选线算法。EMTP仿真分析显示该算法具有较高的保护裕度。初步挂网运行试验也证明了该方法具有较高的选线准确性。     

一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统中发生故障时选线准确率低的问题,提出一种谐振接地系统单相接地故障选线新方法。通过分析不同线路的零序电流与零序阻抗特征,发现健全线路的零序阻抗始终呈容性,零序电流为纯容性电流;而故障线路零序电流在低频段含有消弧线圈的感性分量,且幅值大于高频段。先使用低通滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流在低频段的信号分量,并对母线零序电压求导;然后比较任意两条线路的零序电流与纯容性电流交叉相乘后乘积的差值,差值最大的为故障线路。分别对不同工况下的单相接地故障进行了仿真验证,结果表明,该方法选线准确,适应性强。