基于暂态电流故障分量的直流配电网单极故障选线方法

基于两电平电压源换流器（voltage sourced converter,VSC）的中压柔性直流配电网适合风能、太阳能等分布式能源的接入,但发生单极接地故障时,其故障电流会迅速增大,保护装置必须快速识别出发生故障的线路。针对该问题,分析VSC端的单极接地故障时的暂态特征,对暂态故障电流的变化特征进行理论分析计算。根据各条线路的暂态故障电流信息的差值进行故障选线,所提方法可在3 ms内对故障快速可靠识别。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建适合辐射状中压柔性直流配电网模型,利用Matlab进行保护选线算法的验证,仿真结果表明,所提选线方法能够准确识别柔性直流配电网的单极接地故障的线路。     

基于波形相似度的配网小电流接地故障选线技术研究

针对配网小电流接地故障选线准确性差的问题，该文在波形相似度理论基础上，研究了配网小电流接地故障选线技术。分析配网小电流接地故障高频分量、电流工作频率的变化量和非线性电阻产生的高频分量，给出了故障线路和非故障线路的暂态直流分量方向，在此基础上，利用暂态零序列电流波形伸缩变换选线原理判断小电流接地故障线路。通过模糊K均值聚类选线方法进行接地故障电路选线，设计矩阵隶属线路的隶属度，根据计算结果给出选线结果及流程。选择一个具有6条线路的接地系统进行实验，结果表明，当小电流接地电弧线圈的单相接地故障表现为间断性电流分量故障时，利用所研究的技术进行配网小电流接地故障选线的准确性高、可靠性好。     

小电流接地系统接地故障选线方法

针对小电流接地系统单相接地故障自动选线问题，对基于小波分析理论的选线方法进行深入的研究和分析。第一步简述中性点接地的几种方式，讨论小电流接地系统中这几种接地方式的基本原理以及发生故障情况后的电量变化。第二步结合系统故障时的暂态零序电流特征与小波分析理论提出新的选线方法，采用模值极大值判别法解决故障选线问题。第三步通过MATLAB软件里的SIMULINK搭建仿真模型，选取小电流系统在不同支路电压幅值和接地电阻大小等情况下，提出了依据故障线路与非故障线路的首半波尖峰方向和幅值大小进行选线的方法。结果验证了所提故障选线方法的正确性和有效性。     

一种小电流接地系统故障定位新方法

针对小电流接地系统故障定位难的问题,提出了一种利用暂态零模功率的馈线自动化系统故障定位新方法.该方法利用故障位置同侧两点的暂态零模功率波形相似,相关系数接近于1;而故障位置两侧两点的暂态零模功率初始极性相反、波形差异大、相关系数接近于0这一特征.通过求取的相关系数值与阀值进行比较,若大干阀值,判为健全区段;若小于阀值,...     

改进型HHT在混合线路故障选线中的应用

改进型希尔伯特-黄变换(HHT)能够准确地从非平稳的故障信号中提取出故障暂态信息,并能抗模态混叠。在混合线路故障选线中应用HHT提取零序电流中的特征信息,从得到的 IMF分量的波头方向来判定故障相,实现故障线路的选择。Matlab仿真试验结果表明,改进型HHT能够准确可靠地选出中性点经消弧线圈接地配电网的故障相,且不受故障条件的限制和影响,选线方法简单。     

基于动态模式匹配距离的配电网单相接地故障选线研究

中性点经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障,各线路的零序电流暂态含量丰富,在理论分析单相接地故障零序电流特性的基础上,提出一种基于动态模式匹配距离（DPM）的零序电流波形相似性度量聚类选线方法。首先将单相接地后线路暂态零序电流以等分段点和极值点作端点进行动态分段,根据各分段均值及其变化趋势实现子分段序列形态模式符号化表达,以模式之间的异同性定义模式匹配距离,其次运用动态时间弯曲（DTW）规划原理,获得线路零序电流波形间的动态模式匹配距离矩阵,最后利用模糊C均值聚类算法,实现单相接地选线。对不同故障初相角、非同步采样、信息缺失、两点接地故障、电弧故障等情况进行仿真。结果表明,所提出的方法较DTW有更高的故障区分度,且能够有效地提高配电网故障选线的准确性和容错性,对配网安全运行具有一定实际意义。     

保护装置中小电流接地选线功能的分析

当前电力系统的中性点接地主要有大电流接地与小电流接地这两种方式。而我国多数配电网主要采用的就是小电流接地,而这种系统特别容易出现单相接地故障,因此及时找出出现故障的线路,对于维持电力系统的正常运行意义重大。通过对目前常见的保护装置中小电流接地故障的选线功能的应用情况进行分析,并对选线功能提出些许意见与建议,希望能为相关工作者提供参考。     

基于改进EMD算法的小电流接地故障选线

小电流接地系统发生单相接地故障,故障电流暂态分量复杂、稳态分量不明显的特点为可靠选线带来困难。本文分析了小电流接地故障电流暂态分量特征,并提出一种基于改进EMD算法的小电流接地故障选线方法。EMD算法通过叠加电网特征高频信号解决了IMF模态混叠并可靠滤除了高频干扰。基于单相接地故障电流经改进EMD分解出的IMF在不同故障角下展现出不同的特征,分别利用故障时刻低频波形的单调性与线路故障特征能量作为判据进行小电流接地故障选线。基于Matlab/Simulink的配电网单相接地故障仿真验证了该选线方法的有效性。     

基于注入电流调控的含分布式电源配电网消弧与选线方法

为解决分布式电源（DG）接入中压配电网，导致消弧线圈难以抑制接地故障残流，从而无法实现可靠消弧的问题，分析DG接入对接地故障电流的影响，提出基于注入电流调控的含DG配电网消弧方法。通过有源消弧装置向中性点注入测定电流得到正序网络等效电压源的大小，计算并注入消弧电流，实现接地故障可靠消弧。进一步提出基于零序导纳测量的接地故障选线方法，通过对有源消弧装置和馈线零序导纳的测量，实现接地故障准确选线。PSCAD/EMTDC仿真结果表明，该方法可有效抑制含DG配电网接地故障残流，从而熄灭接地故障电弧，并实现永久性接地故障馈线的准确判别。     

基于傅里叶变换与最大关联距离相结合的配电网故障选线新方法

针对现有配电网故障选线准确率与可靠性均偏低的问题,提出了一种基于傅里叶变换与关联距离相结合的故障选线新方法。当发生单相接地故障时,利用快速傅里叶变换（fast fourier transformation,FFT）提取暂态零序电流第2个周期内的稳态工频分量,反演后得到暂态零序电流的整体工频分量;剔除暂态零序电流中工频分量后得到非工频自由振荡分量,在此基础上,利用非工频自由振荡分量构建基于关联距离的故障选线新判据;将具备最大关联距离所对应的线路判定为故障线路,与此同时,将其他线路判定为健全线路。仿真结果表明,该方法不受故障电阻、故障相角与故障位置的影响,同时还可抵抗噪声干扰,具有较强的鲁棒性。     

基于高低频段零序电流与母线零序电压导数的相关分析故障选线

针对谐振接地系统发生单相接地故障后的选线准确度问题，尤其是故障发生在相电压过零点及最大值附近时灵敏度欠缺的问题，首先分析零序网络故障暂态电流的特性，探讨健全线路与故障线路的阻抗特性，然后将零序电流和电压导数的相关系数作为判据，充分地利用了馈线暂态零序电流中的衰减直流分量、工频分量和高频分量，提出一种高、低频段下的相关分析故障选线方法，最后从故障合闸角、过渡电阻两方面仿真验证了所提方法的有效性。     

Field experiment using transient energy method to locate a single-phase to ground fault

Distribution networks in China and several other countries are predominantly neutral inefficiently grounding systems (NIGSs), and more than 80% of the faults in distribution networks are single-phase-to-ground (SPG) faults. Because of the weak fault current and imperfect monitoring equipment configurations, methods used to determine the faulty line sections with SPG faults in NIGSs are ineffective. The development and application of distribution-level phasor measurement units (PMUs) provide further comprehensive fault information for fault diagnosis in a distribution network. When an SPG fault occurs, the transient energy of the faulted line section tends to be higher than the sum of the transient energies of other line sections. In this regard, transient energy-based fault location algorithms appear to be a promising resolution. In this study, a field test plan was designed and implemented for a 10 kV distribution network. The test results demonstrate the effectiveness of the transient energy-based SPG location method in practical distribution networks.     

适用于同杆并架双回线路的零序距离保护研究

利用不同线路发生单相接地短路时,故障线路与非故障线路零序电流相位差值和故障位置的数学关系作为识别依据,提出适用于平行双回线路的零序距离保护新判据。新方法具有受两侧电源角度及受负荷、系统运行方式影响小的特点。大量ATP仿真试验证明,新方法对于双回线出现的单相接地故障具有足够的灵敏度。     

适用于配电网故障指示器的PCB型罗氏线圈电流互感器设计

针对传统的故障指示器使用铁芯式电流互感器体积较大、高频特性不佳,不能满足配网故障电流检测需要的问题,基于罗氏线圈的工作原理,设计了多片组合式PCB型罗氏线圈及后端积分放大电路,建立了PCB型罗氏线圈电流互感器传递函数模型并通过Matlab进行仿真,制作了PCB型罗氏线圈电流互感器实物并进行试验测试其性能。结果表明,PCB型罗氏线圈电流互感器不仅可准确反映工频电流大小,同时还具备良好的高频特性,能够满足配电网故障定位的测量需求。     

10 kV配电线路综合故障定位方法研究

针对配电网的特点和故障定位的难题,对传统的故障定位方法进行了分析。在总结这些方法的基础上,提出了利用多种信息来构造一种基于行波-直流法的综合定位方法。本文在深入研究C型行波定位法的基础上,为了更明确地确定故障的具体位置,提出了采用直流注入法作为补充的行波-直流综合故障定位方法,其目的是利用不同方法的互补性来提高故障定位的准确性。该方法分2步进行定位,首先利用C型行波法确定故障距离,然后利用直流法确定故障分支。这种行波-直流综合故障定位方法充分利用了行波法[1]操作简单、定位速度快,以及直流定位法应用范围广、能准确确定故障分支的优点,可以实现精确故障定位。理论分析和ATP仿真结果表明：综合方法不受网络结构、分布电容和线路参数的影响,能够准确地确定配电网单相接地故障位置。     

Wind Resource Concession Approach in China

Single-pole tripping of circuit breakers at the end of a transmission line for clearing LG fault (single phase to ground fault) produces high negative sequence current in nearby generators. Inserting a capacitor-connected between the ground and neutral of wye winding of a transformer at the end of the transmission line under open phase conditions-causes the net zero sequence reactance, which shunts the negative sequence network, to be zero. The negative sequence current is eliminated. The power transfer with one phase open, during single pole switching, becomes equal to pre-fault power and the transient stability limit is highly enhanced. Power swing is reduced.     

基于HHT双信号注入配电网单相接地故障选线

为有效解决配电网单相接地故障选线难的问题,在“S”信息注入法基础上提出基于HHT双信号注入法实现故障选线,在在线情况下向母线注入两个不同频率的信号,利用HHT对注入信号后系统的零序电流进行频谱分析,获得这一故障特征的频率—振幅图即边际谱图,通过分析每条支路在注入和未注入信号时边际谱的变化情况以实现故障选线。以一个带有三条支路、含有电缆-架空混合线路的配电网系统为例进行了Matlab仿真,进而验证了该方法的可行性和有效性。     

Fault location method for petal-shaped distribution network with inverter-interfaced distributed generators

In this paper, a fault location method for the petal-shaped distribution network (PSDN) with inverter-interfaced distributed generators (IIDGs) is proposed to shorten the time of manual inspection. In order to calculate the fault position, the closed-loop structure of the PSDN is skillfully exploited, and the common control strategies of IIDGs are considered. For asymmetrical faults, a fault line identification formula based on the negative-sequence current phase differences is presented, and a fault location formula only utilizing the negative-sequence current amplitudes is derived to calculated the fault position. For symmetrical faults, the positive-sequence current at both ends of lines and the current output from IIDGs are used to identify the fault line, and the positive-sequence current on multiple lines are used to pinpoint the fault position. In this method, corresponding current phasors are separated into amplitudes and phases to satisfy the limitation of communication level. The simulation results show that the error is generally less than 1%, and the accuracy of the proposed method is not affected by the fault type, fault position, fault resistance, load current, and the IIDG penetration.