一种基于Prony算法的直流配电网电缆故障定位方法

直流配电网电缆发生短路或接地故障时,直流断路器将故障区间隔离,此时为尽快排除故障恢复供电,需要快速确定故障点的位置。本文根据配电线路特征使用RL简化线路模型分析故障回路,提出在故障区间始端投入一个小型电容用于向故障回路放电,电容、线路和故障点过渡电阻形成一个串联的二阶电路,该二阶电路的特征频率和衰减系数反映了回路参数。利用Prony算法提取电容放电电流的特征频率和衰减系数,可以确定故障回路参数,得到故障距离。为避免线路电感分布不均影响定位精度,本文提出采用双端测量法消去线路电感,利用电阻参数计算故障距离。在Matlab/Simulink工具箱中搭建了仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于小波包分解的小电阻接地系统高阻接地故障检测方法

小电阻接地系统发生高阻接地故障时电流小于传统的零序电流保护动作阈值,并且时常伴随有电弧的发生,难以准确检测与切除高阻接地故障。文章首先分析了小电阻接地系统发生单相高阻接地故障时母线零序电压与线路零序电流的稳态特征以及接地故障电流的暂态特性。其次,针对高阻接地故障常伴随的电弧现象,对Schwarz电弧模型引入电弧长度加以改进,将改进的Schwarz模型与Mayr模型、Schwarz模型、“控制论”模型对比,分析表明所提电弧模型具有一定的合理性;并搭建了电容电流达158 A的10 kV小电阻接地方式配网模型,更加贴合实际配网。然后利用Coiflet4对母线零序电压和线路零序电流进行5层小波包分解,分析发现故障线路零序电流分解系数的极性与母线零序电压分解系数的极性相反且大于非故障线路零序电流分解系数。最后设置不同过渡电阻直接接地、不同过渡电阻经改进的Schwarz电弧模型串联接地、不同故障距离及不同故障相角等故障条件,验证了所提检测方法的可靠性。     

基于波形相似度的小电阻接地系统高阻接地保护方法

零序过流保护是目前小电阻接地系统(NRS)常采用的保护方法,由于整定值过大,导致其在发生单相高阻接地故障时,易出现拒动的现象,不能对配电网系统进行可靠、灵敏的保护。针对该问题,首先由NRS发生单相接地故障的等值电路,计算可得故障、健全线路之间的零序电流幅值和相位具有较大差异,并通过在不同过渡电阻下线路之间零序电流波形的仿真对比图得到验证;然后采用了根据Pearson相关系数对各条线路零序电流波形进行相关性计算,得出每条线路与其他线路相似度的平均值,根据故障线路平均相似度最低,实现对故障线路选择的保护方法;其次搭建了NRS单相接地故障模型和控制论电弧模型,设置典型的故障条件进行仿真,验证了该方法在NRS发生高阻故障时的有效性。结果表明在不同的接地故障类型、过渡电阻、故障点距离、故障时刻相位角等典型故障工况下,本方法均能正确选择出故障线路,将系统的耐受过渡电阻值提高到1 500Ω;而且对装置的要求不高,在实际工程上具有一定的应用价值。     

配电网重复多发性停电风险辨识方法

该文提出了一种针对配电网重复多发性停电的风险辨识方法。首先,界定了配电网重复多发性停电的频率,提出基于停电发生概率和停电严重程度的重复多发性停电风险预警指标。为准确刻画已发生停电次数对重复多发性停电预警指标的影响,提出重复多发性停电影响因子,用于修正预警指标。分别采用装备水平、运维水平和网架结构水平指标刻画重复多发性停电发生概率,采用停电负荷重要程度、历史停电投诉信息、停电影响用户数指标刻画重复多发性停电损失严重程度,基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和熵权法确定各影响指标的主、客观权重,最终实现配电网重复多发性停电的风险预警评估。根据量化评估结果,即可辨识出重复多发性停电风险较大的线路。以某省电力公司3条10 k V线路为例进行了算例分析,算例结果表明,所提指标和方法能够有效评估配电线路重复多发性停电风险,并辨识出风险较高的线路。     

有源配电网小电流接地故障暂态特征及其影响分析

随着"双高(高比例清洁能源、高比例电力电子装置)电网"的普及,逆变型与旋转型分布式电源(DG)接入配电网的渗透率越来越高,其对小电流接地故障暂态特征及暂态检测的影响尚需进一步明确。该文建立了有源配电网接地故障等效电路,研究了不同DG类型(旋转型、逆变型)、接入位置及接入数量时接地故障暂态特征的变化规律,并分析其对暂态选线/定位原理与装置性能的影响。结果表明,由于DG接入不改变故障零模网络,现有利用暂态零模信号的选线与定位方法在原理上仍能适用;旋转型DG将使故障暂态电流的主谐振频率及幅值增大,衰减时间分布范围扩大,相应地,接地故障检测装置的采样频率与电流测量范围应适度增加。仿真验证了该文结果的正确性。     

基于同步波形的配电网故障诊断技术综述

随着分布式电源、柔性负荷等大规模接入,配电网故障诊断面临新的技术挑战,针对录波器故障波形的分析可以提供新的思路。综述了基于波形的配电网故障诊断方法,并根据技术路线的特点,将其分为基于波形相似性直接匹配和基于波形特征辨识的间接方法,对各自的主流算法进行了分析、比较。最终在归纳各算法的优势与不足及不同应用场景下适用算法的基础上,给出对未来发展趋势的展望。新能源发展及量测体系不断完善的背景下,基于波形特征辨识的间接诊断方法应是今后的重点研究方向,积极探索其与基于多节点量测信息的集中式故障诊断技术的融合使用,提高故障检测和定位的准确性,为智能配电网故障诊断技术的深入研究提供有益参考。     

IIDG对小电流接地故障谐波特征及其对选线的影响分析

逆变型分布式电源IIDG(inverter interfaced distributed generation)接入配电网的渗透率越来越高,其对小电流接地故障谐波特征及选线的影响尚需进一步明确.分析了IIDG输出的谐波电流对单相接地故障谐波电流的影响机理,以及接地故障谐波电流与IIDG的数量、相对位置、容量的关系,得出:故障点位于含IIDG的线路上且距离母线较远时谐波电流较大,而故障点靠近母线或者位于不含IIDG的线路时谐波电流较小.利用仿真验证了理论分析的正确性,IIDG的接入有助于提高谐波选线的可靠性.     

基于多目标加权灰靶决策的有源配电网故障区段定位方法

分布式电源接入配电网后,现有利用单一故障特征信号的集中式定位方法难以可靠定位故障区段。针对这一问题,提出一种基于多目标加权灰靶决策的分布式故障区段定位方法。通过分析分布式电源接入对单相接地故障电流的影响,选取分别归一化的区段内等值电阻、区段暂态零模电流波动量、衰减速度及零序电流差作为区段状态评价指标,计算各区段采样数据在健全区段、故障点上游区段及故障区段三种决策结果下的靶心度,判断该区段是否为故障区段。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法能够融合多个故障特征,适用于不同故障条件下含IIDG辐射型配电网的故障区段定位。     

配电开关一二次融合影响因素分析与试验研究北大核心CSCD

随着柱式开关、环网柜等一二次融合配电开关设备的推广应用,对配电开关设备入网检测方案和关键影响因素分析需求迫切。文中根据一二次融合配电开关设备的结构组成原理,分析环境温度、电磁干扰和局部放电等因素对一二次融合设备可靠性和准确性的影响原因。利用高低温环境模拟箱、雷电冲击发生装置和局放测试仪等设备实验研究上述因素对配电开关一二次融合影响规律,提出串联滤波电路用于提高设备的抗强电磁干扰能力,降低了互感器输入端高频干扰的影响,为配电开关一二次融合入网检测和关键指标考核提供参考。     

基于模型识别的消弧线圈接地系统单相接地选线方法

基于模型识别的继电保护思想提出了一种消弧线圈接地系统单相接地故障选线新方法。在特征频带内将线路等效成电容模型,首先利用故障暂态信号通过最小二乘方法求解出各出线的电容初值,然后用故障稳态信号求解电容值并与电容初值比较。由于故障线路不符合所建立的电容模型,模型误差较大;健全线路基本符合所建立的电容模型,模型误差接近于0,基于此特点就可以实现故障线路的识别。该方法具有自举性,通过仿真和录波数据验证了所提方法的有效性。