基于介质击穿原理的配电线路高阻接地故障精确建模

配电线路负荷率快速增加和电缆线路的广泛应用使得配电网中性点有效接地方式得到越来越多的应用。中性点有效接地配电线路受送电走廊、自然环境等因素影响,容易发生弧光高阻接地故障;此类故障电流幅值小,保护难以检测跳闸,很少能获取到现场录波数据;而人工接地试验成本高,难以频繁使用,因此挖掘有限的试验数据,实现弧光高阻接地模型的精确建模尤为重要。文中在详细分析基于热平衡原理的电弧模型机理的基础上,指出了该类模型不完全适用于开放空间,以及弱故障电流的高阻弧光接地故障。针对以上问题,文中基于固体介质电击穿原理,提出并建立了配电线路高阻接地故障点非线性电阻模型,理论分析及现场试验数据验证了模型的准确性;为后续的高阻接地故障检测算法研究奠定了理论基础。     

中性点有效接地配电网高阻接地故障特征分析及检测

中性点经小电阻等有效接地方式能有效地克服配电系统单相接地故障暂态过电压超标及故障选线不灵敏等问题,逐渐在城市配电网、大型厂矿企业电网中得到了推广应用;但这种运行方式仍然存在弧光接地等高阻接地故障正确动作率较低的问题。针对该问题,文中分析了高阻接地故障的特征,给出并验证了适用于配电网高阻故障检测的故障点电弧模型。针对现有方法中主要利用频域特征来检测高阻接地故障导致成功率低的缺点,提出了一种基于零序电流波形畸变凹凸性的高阻接地故障检测方法,仿真实验与现场试验数据验证了该算法的灵敏性和可靠性。     

配网高阻接地故障伏安特性分析及检测

中性点有效接地中压配电网常发生弧光高阻接地故障,短路电流小,零序保护无法动作切除,但存在的电弧易引发火灾、人身伤亡等恶性事故。传统故障检测算法一般基于电弧热平衡模型,采用基于傅里叶变换的频域信号分析方法,但在非线性电弧的强噪声环境下检测成功率较低。针对该问题,首先提出了基于固体介质电击穿原理的非线性电弧模型,分析了电路线性元件和高阻接地非线性电阻的伏安特性,从时域角度采用最小二乘线性拟合抽取故障特征,提出了基于故障电阻非线性识别的高阻接地故障检测算法。大量仿真数据和现场试验数据证明了该故障模型比传统模型更精确,且所提检测算法具有较高的灵敏性和可靠性。