谐振接地系统暂态特征自适应故障选线方法

分析了单相接地故障的暂态时域特征和暂态相频特征,基于此,提出谐振接地系统自适应选线方法。所提方法对频带错乱进行了调整,选用性能较好的小波函数防止小波混叠现象导致选线恶化;通过比例因子和暂态因子分别反映线路暂态零序电流的主要成分和过渡电阻的大小,对应2种因子的不同取值,通过幅值比较、极性比较和辅助判据实现自适应故障选线。仿真结果表明所提方法适用于不同的单相接地故障,可靠性高。     

谐振接地系统两点同相接地故障暂态特征及选线

针对配电网两点同相接地故障选线准确率低的问题,依据零序电流和零序电压的暂态特性,提出一种适用于谐振接地系统两点同相接地故障的选线新方法。首先,建立并简化两点接地故障等效零序网络,推导各线路零序电流暂态量和母线零序电压暂态量的关系式,分析得到两点同相故障的暂态特征。其次,通过函数拟合得到各线路的零序对地分布电容和故障过渡电阻,利用故障线路过渡电阻远小于健全线路的特征,并结合线路始端零序电流暂态量与纯容性电流暂态量的差值大小,形成选线判据。最后,分别对不同工况下的两点同相接地故障进行了仿真,结果表明所提方法可准确同时选出2条故障线路,且适用于高阻故障。     

采用Hilbert谱带通滤波和暂态波形识别的谐振接地系统故障选线新方法

利用谐振接地系统发生单相接地故障后,非故障线路的暂态零序电流波形相似,而故障线路暂态零序电流波形与非故障线路差别较大的特点,提出一种基于故障暂态零序电流波形时频局部特征识别的接地选线新方法。将故障后各线路首个工频周波内的零序电流波形经Hilbert谱带通滤波分解为多频带分量,在时域上对各频带分量做等间隔划分,得等面积的时频小块,以其面积为元素生成各线路的分块时频谱矩阵,进而综合运用相关系数法及欧氏距离法求取各线路相对于其他线路的综合相似系数,结合选线判据确定故障线路。仿真结果表明,该选线方法能适应各种故障条件及影响因素,具有裕度高,选线准确等特点。     

基于HHT和SVM的谐振接地系统故障选线新方法

谐振接地系统不同类型单相接地故障的暂态过程差异性较大,难有普适的暂态选线方法。分析谐振接地系统在三种典型故障条件下的暂态特征,将单相接地故障类型分为强接地故障、小角度接地故障和弱接地故障;定义频谱能量比例因子P、暂态因子T和Hilbert时频熵S等故障特征量,并采用支持向量机对故障进行分类。对不同类型的故障构造相应的选线判据,实现有针对性的接地选线。仿真结果表明,该选线方法能适应各种故障条件及影响因素,具有选线准确、裕度高等特点。     

谐振接地系统单相接地暂态电流的计算分析

建立了谐振接地系统单相接地故障分量复合模网,得出了接地故障时暂态电容电流和暂态电感电流的数学表达式,并根据计算结果分析了故障初相角、故障时刻及过渡电阻对暂态电流特性的影响。经与单独使用零序网络进行比较,采用复合模网分析暂态电流更加准确全面,计算结果具有更高的精度和适用性,为谐振接地系统故障选线研究提供了有益的参考。     

谐振接地系统接地故障选线技术分析

文章介绍了谐波法、有功分量法、注入信号法、中电阻法、残流增量法、小扰动法、首半波法、新型暂态法、行波法、综合法等几种谐振接地系统接地故障选线新方法的基本选线原理,分析了各种选线方法的选线可靠性以及安全性、适用性等其他性能。从国内外的应用情况来看,以中电阻法为代表的主动式选线方法和基于暂态信息的被动式选线方法最具发展潜力。对于稳定性接地故障,中电阻法效果较为理想;而暂态选线法则在处理间歇性接地故障、弧光接地故障中成功率更高。综合来看,暂态法在保持高选线成功率的基础上,在系统安全性、经济适用性等方面具有更为明显的优势。但由于暂态法的原理不如中电阻法简单明了,用户接受起来有一定困难。用户应根据具体条件谨慎选择各种选线方法。     

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。     

谐振接地电网故障暂态能量自适应选线新方法

谐振接地系统发生单相接地故障时,由于故障电流小及接地点电弧不稳定等原因,其零序故障电流准确获取和定值整定困难,使其故障线路的检出仍是难题。提出一种基于暂态能量的故障选线自适应方法,利用所有健全线路暂态能量与故障线路暂态能量之差为最小值的原理,构成故障选线算法。新方法不仅能消除故障电流小和接地点电弧不稳定的影响,还能在短线故障时,克服健全长线电容电流的影响,有很强的抗干扰能力,无需整定也不涉及极性和方向的判断,具有自适应性,可大大改善保护对故障线路检出性能。大量的数字仿真结果表明了该方法的有效性。     

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.     

改进暂态特征突变量的小电流接地系统选线仿真研究

应用小波包良好的频域分频特性,对配电网发生单相接地故障后的线路暂态零序电压和零序电流进行分解,得到其在不同频段的特征量,并利用暂态量突变特征最明显的频带作为特征频带,故障线路与非故障线路小波包分解系数的差别采用计数累加的算法实现故障选线.同时,为了避免弱故障时暂态分量过小引起的误选,结合零序电流有功分量法对弱故障进行判断,进一步提高了选线的正确性.通过仿真结果证明了提出的判据抗干扰能力强,即使在电压过零短路、高阻接地时仍可保持较高的可靠性.     

采用形态学峰谷检测的谐振接地系统故障选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时暂态量十分丰富。文中对各线路发生故障后1/4周期零序电流的短窗数据进行小波变换,剔除工频所在频带,按能量和最大的原则选取特征频带,并对特征频带下重构的小波系数进行形态学峰谷检测。故障线路零序电流首波头峰谷形态与各线路零序电流首波头整体的峰谷形态相反,据此构成故障选线判据。仿真分析和实录数据验证均表明所提方法选线准确、可靠性高。     

基于高低频段暂态信号相关分析的谐振接地故障选线方法

针对谐振接地系统在相电压过零点附近发生单相接地故障时选线灵敏度不足的问题,提出一种基于高低频段馈线零序电流与母线零序电压导数的相关分析故障选线法。系统故障后健全线路的阻抗在高低频段均呈电容特性,而故障线路的阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。由此可知,健全线路零序电流与母线零序电压导数的相关系数在高频段和低频段相等,其差为零;故障线路在低频段含有衰减直流分量,该频段内零序电流与母线零序电压导数的相关系数很小,而高频段的相关系数数值较大,两者差值较大。根据这一特点构成故障选线判据。该方法物理意义明确,能提高相电压过零点附近的选线灵敏度,在其他故障状态下也能准确选线。大量仿真结果验证了该方法的有效性。     

谐振接地电网的等值分析

在我国,谐振接地方式在中压电网得到越来越广泛的应用,谐振接地方式有效地遏制了电网中发生的各种瞬间接地电弧故障的发展.本文通过对这种接地方式下电流、电压分布以及电压谐振和电流谐振原理的分析,建立了相应的等值分析模型,指出了谐振接地方式能有效熄灭电弧的原理、消弧线圈调谐的原则,并提出了基于可实时调节消弧线圈的谐振接地电网单相接地故障选线新方法,为提高谐振接地电网的单相接地故障保护性能提供了研究基础.     

小电流接地系统单相接地故障选线方法的研究

针对小电流接地系统中的故障选线问题,指出了利用暂态量进行故障选线的研究方法。利用小波包的良好的频域分频特性,通过比较各线路暂态零序电流在所确定的频段下的小波包重构的高频分量的极性来实现故障选线。针对电压过零值附近时,该方法容易误判,应用小波奇异性检测功能,获取故障引起的电压、电流突变量的极性和大小来选线。两种方法扬长避短,从而达到最佳选线目的。通过MATLAB仿真结果表明此方法可以准确地实现单相故障选线,为实际工程应用提供了理论指导。     

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。     

近似熵在谐振接地系统故障选线中的应用

谐振接地系统发生单相接地故障时,故障线路与非故障线路的故障相暂态分量的频谱分布具有明显差别。近似熵作为一种衡量时间序列复杂度的方法,在非平稳信号分析方面具有独特的优势。据此探讨了近似熵(approximate entropy,Ap En)作为谐振接地系统故障选线判据的可能性与适用性。利用Matlab建立了故障仿真模型,考虑故障角、接地电阻、故障距离等故障条件,通过对含噪声环境、采样不同步以及不同消弧线圈补偿度等情况下的仿真,证明了近似熵作为一种选线判据的可行性。     

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。     

基于形态滤波的谐振接地系统故障选线新方法

分析了基于小波理论暂态选线方法的现状后,提出一种基于形态滤波和相关分析的暂态选线新方法。与故障线不同,故障时在中性点零序电压作用下,非故障线暂态零序电流的暂态特性主要由自身对地电容充放电特性决定。将所有馈线零序电流对中性点电压的导数进行归一化处理,再利用相关分析得出每条馈线的综合相关系数,选出符合故障判据的故障线。其中,为有效地抑制各种干扰对算法的影响,对归一化后的零序电流利用改进的多结构元素复合形态学滤波器进行滤波处理。高压物理模拟实验及现场试验结果验证了本算法的可靠性和实用性。