引起中低压电网电压异常的故障分析与辨识

在中低压电网中，PT断线、单相接地及由PT饱和引起的铁磁谐振均是多发性的故障，这些故障都能使电压异常。PT一次不对称断线和单相接地时，电压互感器开口三角形都有电压，绝缘监查装置都会发接地信号，不能根据所发信号区分是单相接地还是PT断线。单相接地和铁磁谐振往往均表现为中性点出现位移电压，尤其是基波谐振更不易与单相接地区分。此文在分析各种故障特征的基础上，提出了当电压异常时辨识故障的方法，能有效判断是出现何种故障。     

配电网络单相故障馈线的S变换检测新方法

配电网络单相接地故障行波频率分布在几十~几百kHz范围,应用S变换检测故障行波几十kHz的高频暂态量来实现配网故障选线。故障配网母线零模电压的S变换幅值矩阵最高频率行中幅值最大的分量所对应的时刻即为母线零模电压的突变时刻,借此标定故障电压行波首波头到达母线的时刻,并记为故障初瞬。以故障初瞬保护安装处TA检测的故障线路电流行波与健全线路的电流行波的相位相反为依据,对故障零模电流进行S变换,故障线路与健全线路零模电流S变换辐角矩阵的最高频率行的辐角在故障初瞬相差180°,借此检出故障线路。该方法从行波中相对低的高频暂态量的层面检测行波信号相位特性,降低了对行波高速采集和处理速度的要求,耐受高阻接地和抗噪能力强。大量数字仿真试验表明,选线结果准确、可靠。     

配网缆-线混合线路故障选线相对能量法

配电网发生单相接地故障时,故障零序电流首半波暂态能量集中,故障信息丰富,提出了一种利用特征频带相对能量的自适应故障选线方法.利用形态滤波器对各条线路暂态零序电流进行滤波预处理.应用小波包分解,按照能量最大的观点确定各条线路暂态零序电流的特征频段,剔除稳态分量及其他频带信息,提高选线的裕度.通过比较特征频段下故障后一个周期内首个1/4周期和最后1/4周期的相对能量大小,形成故障选线判据.理论分析及大量的仿真结果表明,该方法有效提取并充分利用了故障暂态信息,放大了故障暂态特征,避开了电流互感器饱和引起的间断角对选线准确性的影响,对于配网缆-线混合线路故障选线,该方法准确、可靠.     

同塔双回线电弧故障单端测距算法

高压输电线路的短路故障多伴随有电弧,针对目前众多故障定位算法中没有考虑过渡电阻的非线性特性的现状,提出了一种使用单端电气量进行故障测距的算法,该算法首先将耦合双回线解耦为同向量和反向量,根据反向量序网两端电压为零的特点,仅利用单侧电流推导故障点处的电压和电流,然后根据电弧故障电压、电流的转移特性构造测距方程,并利用最小二乘方法求解,实现故障测距。该算法使用了最小二乘方法得到故障距离,不需要输入对端系统等值阻抗,从理论上保证了该算法具有较高的测距精度。该算法理论分析简单,电磁暂态程序ATP仿真结果表明该测距算法有效、精度高。     

配电网缆-线混合线路故障选线的可拓融合方法

城市配网缆-线混合线路的应用越来越广泛,单位长度电缆较架空线路充电电容大,且电缆参数依频特性严重,缆-线混合线路单相接地的电压电流故障暂态分量更为显著。提出了配电网缆-线混合线路暂态量故障选线的可拓融合方法,运用可拓理论将各馈出线故障零序电流的感性衰减直流分量特征与暂态分量小波包分解综合相关系数进行融合。以可能的故障线路集合、故障特征集合和特征规定的量域作为可拓融合的物元三要素,以衰减直流分量和小波包分解综合相关系数作为特征集合。根据故障合闸角的大小客观地确定权函数,利用可拓关联函数计算各条线路故障的置信度,根据置信度判断故障出线。大量仿真结果表明该方法选线准确、可靠。     

基于短窗数据S变换能量的缆-线混合配电网络故障选线方法

单位长度的电缆线路与架空线路相比,电感较小但耦合电容要大许多倍.缆-线混合的配电线路,较短架空线路发生单相高阻接地时,可能会出现健全线路零序电流波形的相似性变差,故障线路与某些健全线路的零序电流波形较为相似的情况,将导致基于相关分析进行故障选线的方法失效.在分析缆-线混合线路各馈线零序电流故障特征频率可能不一致的基础上,为避开TA饱和引起的间断角,选取故障后1/4周期各馈线零序电流的短窗数据,利用S变换确定配网故障零序电流的主导特征频率,并比较此主导特征频率上各馈线零序电流的S变换能量来实现故障选线.理论分析和仿真验证表明,该方法选线准确、可靠.     

基于PRONY特征提取的谐振接地电网故障选线相关分析新方法

用各馈线故障零序电流故障发生后第1个周波采样数据对应减去故障前1个周波数据,再对应减去故障后第10个周波数据,得到零序电流的暂态纯故障分量.设计一个具有相位自动补偿功能的数字低通滤波器,对零序电流的暂态纯故障分量进行滤波,用以提高Prony的拟合效果.对滤波后各馈线零序电流的暂态纯故障分量进行Prony拟合,提取其主振荡频率信息.利用故障馈线与健全馈线的零序电流在主振荡频率处相关性最弱的特征,对故障零序电流的主振荡频率分量在一定数据窗下进行综合相关度分析,选择综合相关系数最小对应的馈线为故障馈线.大量仿真结果表明该方法选线准确、可靠.     

基于电磁矢量传感器阵列的空间谱估计

提出了基于电磁矢量传感器阵对非相关信源的Capon和Music空间谱的解析表达式.对比基于电磁标量传感器的空间谱,分析了基于矢量传感器阵的DOA(D irection ofArrival)估计方法的改善.根据阵列信号处理原理,对单个电磁矢量传感器分析,并进行DOA估计.通过计算机仿真表明矢量传感器阵对DOA估计比标量传感器阵有更高的分辨能力.     

一种配电网线 — 缆混合线路故障选线新方法

城市配电网中线—缆混合线路的应用广泛。针对配电网发生单相接地故障时线—缆混合线路暂态电容电流较大的特点,提出一种基于小波包分解的故障选线相关分析新方法。应用小波包良好的频域分频特性,以适当频率带宽对配电网发生单相接地故障后各条线路的暂态零序电流进行分解,得到其在不同频段的输出。按能量最大的观点确定特征频段,并根据故障线路与健全线路的暂态电容电流在特征频段的相似性最弱的原理,通过对特征频段的小波包分解系数进行相关分析实现故障选线。理论分析和仿真结果表明,对于线—缆混合线路,该方法选线准确、可靠。     

耦合双回线路电弧故障测距的新相模变换方法

输电线路故障测距一直是经久不衰的研究课题。,根据三相系统和同塔双回线系统的阻抗矩阵关系,从能用单一模量反映所有普通三相系统故障的新相模变换矩阵出发,推导出适用于双回线的相模变换矩阵。提出了一种基于新模量变换的双回线故障定位时域算法,该算法利用某一故障模量电弧电压、电流的转移特性来构造测距算法。它具有如下特点:算法在时域中进行,所需的时间窗短,不需要滤波等环节;用最小二乘法来提高测距精度,且测距的精度不受过渡电阻、故障类型及对端系统阻抗变化的影响。大量的电磁暂态仿真结果表明,该算法具有很高的精度。