基于消弧线圈补偿特征的故障选线新方法

为解决零序电流互感器极性不明确导致选线错误的问题,提出一种根据消弧线圈补偿特征的选线新方法。对于每条线路建立健全线路数学模型,利用零序电压电流暂态分量与基频分量求取相应的导纳参数。针对分量"湮没"问题,提出一种矩阵束的改进方法实现小幅值高频分量的精确提取。分析得到消弧线圈补偿作用规律:在确定频段内故障线路两参数符号相反或数值明显减小,健全线路两参数计算结果相近,可实现故障判断。仿真实验结果验证了该方法摆脱了零序互感器极性不同导致选线错误的限制,无需线路参数信息即可实现故障自判,适应性强。     

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。     

基于波形相似度的小电流接地故障选线

提出一种基于零序电流波形相似性的配网小电流接地系统故障选线方法,以解决小波等暂态方法难以确定能量频段等问题。通过对小电流接地系统零序电流分析,发现非故障线路零序电流波形相似,而与故障线路电流波形有明显差别。提出了基于互近似熵的选线方法,通过直接计算同一母线的两条出线之间零序电流采样值的互近似熵值,判断两条线路零序电流波形的相识度,从而筛选出故障线路。仿真结果表明,该方法实现简单、选线准确率高,且不易受高电阻接地、电网结构和故障初始条件差异等复杂因素的影响。     

协同多模接地控制的海洋核动力平台电网接地故障选线方法

海洋核动力平台电网包含核反应堆敏感负荷,不同接地故障条件下均需要快速准确选线并切除故障线路。为避免某些高频频带下不同线路间零序电流分布差异不明显造成选线误判,提出基于被选频带零序能量的选线方法,并通过零序能量阈值判别高过渡电阻接地故障。发生高过渡电阻接地故障时,为避免电流互感器极性测量误差导致选线误判,协同多模接地控制将中性点切换至小电阻接地方式。此时,系统零序电压、健全线路零序电流幅值降低,故障线路零序电流幅值升高,基于此可预判故障线路;为避免互感器一次侧电气量过小造成较大的测量误差,利用切换前系统零序电压与切换后预判故障线路首端零序电流间的相位差构建就地化选线判据。仿真与动模试验结果证明,所提方法在不同故障场景下均能够准确选线,满足现场应用要求。     

基于余弦距离和DBSCAN聚类的小电阻接地系统选线方法

针对小电阻接地系统发生单相高阻接地故障时存在的保护死区问题,依据接地线路与正常线路零序电流相位存在明显差异的特点,提出一种基于余弦距离和DBSCAN聚类的小电阻接地系统选线方法,通过计算馈线零序电流余弦距离矩阵并结合DBSCAN聚类算法实现选线。对于工程中零序电流互感器极性错误,通过对零序电流进行预处理,进一步提高选线的可靠性。通过仿真验证所提方法在单相高阻接地、谐波干扰、零序电流互感器极性错误、同相两点接地、母线接地等情况下能可靠选线。     

基于差分系数和参数辨识的配电网故障选线

针对暂态零序电流特征频段内包含的频率分量太少且不包含幅值较大的低频分量,不利于选线,由此提出一种基于差分系数和参数辨识的选线方法。通过对线路零序阻抗特性进行分析,得出了健全线路和故障线路的零序电流与其自身母线零序电压导数的比值在不同频率下存在差异,依据此故障特征可进行选线;为增强选线方法的准确性和适用性,引入了电容极性对判据加以补充,采用最小二乘法对线路电容进行识别,完善并形成了应用整个首次串联谐振频段故障信息且适用于不同中性点接地系统的选线判据。该方法可充分利用不同频段的暂态信息,理论分析和仿真结果表明,该方法能够准确、可靠的选线且适用性强。     

基于重构误差及多尺度交叉样本熵的谐振接地系统故障选线

针对大量应用电缆线路导致的谐振接地系统单相接地故障时选线正确率下降的问题,提出一种基于计算馈线暂态零序电流重构误差及其低频分量多尺度交叉样本熵的故障选线方法。谐振接地系统单相接地故障时由于消弧线圈补偿作用,故障线路暂态零序电流相位、周期变化均与健全线路不同。利用相位变化不同,通过同步挤压小波逆变换对暂态零序电流进行重构并计算误差。利用周期变化不同计算暂态零序电流低频分量多尺度交叉样本熵。重构误差、交叉样本熵之和均为最大值的线路即为故障线路。大量仿真结果证明,该方法受不同故障条件影响较小,可靠性高,抗干扰性强。     

基于调节脱谐度的谐振接地系统故障选线方法的研究

针对谐振接地系统经高阻接地时,故障特征信息微弱易导致选线失败问题,提出一种调谐式故障选线方法。详细分析了故障后系统零序电流特征及所提选线方案的抗过渡电阻能力,通过调节脱谐度改变线路零序电流特征,发现故障线路与健全线路零序电流变化方向相反且变化率差异显著。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征差异,构建了调谐式故障选线方法。仿真计算结果表明,该方法准确可靠,高阻接地下可以有效识别故障线路,进一步提高选线准确率。     

基于馈线零序阻抗特性的谐振接地故障选线方法

谐振接地配电网发生单相接地故障后,健全线路的零序阻抗在最小串联谐振频率以下的各频段呈电容特性;故障线路的零序阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。依据这一现象,提出一种基于馈线零序阻抗特性的故障选线方法。通过低通和带通数字滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流的高频分量和低频分量,并分别对母线零序电压的高频分量和低频分量求导。由于容性线路的电压导数与电流的比值为定值,故母线零序电压导数与健全线路零序电流的比值在高频段与低频段相等,其实际差值近似为0;母线零序电压导数与故障线路零序电流的比值在高频段与低频段不等,其差值较大,据此构成故障选线判据。理论分析和仿真结果表明,该方法选线准确、可靠且适应性强。     

基于NGO-VMD-DE的单相接地故障信号特征提取

针对电力系统输配电线路发生单相接地故障时,电气设备的电磁环境干扰,故障零序电流成分复杂等原因导致故障特征信息提取困难,变分模态分解参数人为确定导致其对零序电流分解效果差,常用的熵运算慢,鲁棒性差,进而后续选线准确率低的问题,提出了一种新的基于NGO-VMD-DE的单相接地故障的零序电流故障特征提取方法。首先,通过北方苍鹰优化算法(NGO)优化变分模态分解(VMD)实现零序电流信号的自适应分解,建立了自适应相关系数的本征模态函数(IMF)分量选取准则选取有效分量,然后对选取的分量进行重构,最后对重构后的信号进行散布熵(DE)计算以提取单相接地故障的零序电流故障特征,通过搭建模型进行仿真实验,并与近似熵、样本熵、模糊熵、排列熵等其他特征熵值指标进行对比表明,所提出的故障特征提取方法可以更加准确、有效地表征发生单相接地故障线路的零序电流故障信息。     

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。     

基于多次重判断技术的谐振接地系统选线新方法

针对谐振接地系统单相接地故障频繁发生且选线较困难的现状,提出基于多次重判技术的选线新方法.该方法融合了两种基本的选线方法,即零序电流比相法和残留增量法,通过调节消弧线圈的电抗值对选线结果进行多次重判,选出故障馈线.通过EMTP仿真分析以及实际实验证明:该方法对故障馈线的判断非常准确,并具有较高的鲁棒性.     

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。     

基于近似熵算法在单相接地故障定位中的研究

采用MATLAB搭建单相接地仿真模型,并采用近似熵法判别故障区段。首先沿着线路模型设置多个检测点,然后分别求取各检测点的近似熵。利用故障点前后暂态零序电流波形的差异,进而求取的近似熵值的不同来判定故障区段。该方法具有不需要不同检测点的精确时间同步,所需数据量小等优点。     

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。     

应用改进型有功分量法的小电流接地选线

通过分析基于稳态信号的有功选线原理,以及该方法影响选线准确率的原因,提出了一种消除不平衡电流的零序有功选线新方法。该方法通过算法消除电网不平衡电流,计算出各支路实际的故障零序电流幅值和相位,还原了故障支路和非故障支路的有功分量差异,从而提高了选线的准确性。利用PSCAD进行相应的仿真计算,结果表明,基于该方法选择性接地保护故障支路与非故障支路动作差值较大,准确性高、抗干扰能力强,而且不易受故障相接地相位及接地方式和接地阻值的影响。     

基于改进暂态相关分析和支持向量机的电弧故障选线研究

提出了一种综合电弧模型。并针对电弧接地情况复杂的特点,提出了一种暂态零序电流和两相电流差特征和支持向量机(SVM)相结合的配电网单相电弧故障时的选线方法。研究暂态零序电流和故障相与非故障相两相电流差的关系,将其用小波分析方法变换到特征频带(625~1 250 Hz)内进行相关分析。将得到的各馈线的相关系数作为特征输入量,结合支持向量机(SVM)分类算法,建立了针对配电网单相接地电弧故障的选线流程。在EMTP中仿真,并经Matlab中进行数据处理后。结果表明,该方法对于不同中性点接地方式、不同距离、不同故障时刻发生的电弧故障,均能正确地选出故障线路。     

利用测后模拟的谐振接地系统故障选线方法

分析谐振接地系统单相接地故障零序网络特性,提出了着眼于电路响应求解的故障选线测后模拟方法。根据谐振接地系统故障母线零序电压实测值和馈线零序分布电容参数,在依次假设各馈线为健全馈线的前提下,运用测后模拟法定量地求解各馈线的零序电流。比较各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形发现：健全馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形相吻合,具有极强的相似性;而故障馈线零序电流的模拟波形是在假设其正常工作的条件下获取的,实测波形和模拟波形差异较大。对各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形在一定数据窗下进行相关度分析,籍此形成选线判据,实现选线。大量仿真表明,该方法选线准确、可靠。     

（19期已排版）基于多重分形降趋波动分析法的谐振接地系统故障选线新判据

配电网系统中单相接地故障快速准确选线对电网安全运行具有重要意义。为克服传统故障选线方法中抗噪声干扰能力差、受消弧线圈补偿度等因素的影响引起选线结果不准确的问题,提出了基于多重分形降趋波动分析法(MFDFA)的谐振接地系统故障选线新判据。利用界值比ζ来描述各馈线零序电流分形参数曲线H(q)的分布特性,根据其数值差异进行故障选线。仿真结果表明该判据具有无需滤波、抗噪能力强、计算速度快的优点,克服了消弧线圈和故障条件等因素对故障选线的影响。