利用暂态信号的配电网小电流接地故障检测技术

小电流接地电网单相接地故障电流小,电弧不稳定,难以检测.文中分析了接地故障暂态过程特征,提出比较暂态零序电流幅值、极性的故障选线新方法.该方法检测可靠、不受消弧线圈、故障点不稳定的影响.提出了记录瞬时性接地故障对线路绝缘进行评估的新思路.实际接地故障录波结果验证了提出的检测方法.     

基于暂态电流信号的配电网小电流接地故障自动定位系统研究

正从稳态特征和暂态特征两个方面分析了小电流接地故障的信号特征及其工频零序电流分布特征。设计了一种采用暂态零序电流相似性定位法的故障自动定位系统,该系统主要由定位主站、小电流接地故障选线系统、FTU以及通信系统组成,利用基于暂态零序电流波形相似性的方法实现故障定位。基于暂态电流信号的定位方法不需要外加接地电阻或信号注入设备,不仅不受消弧线圈影响、检测可靠,且易于实现、投资小,可方便应用于DA系统。现场运行和试验证明了本系统算法的有效性和系统装置的可靠性。     

基于暂态零序分量的小电流接地故障定位方法

提出一种利用暂态零序电流信号的小电流接地故障定位新方法。通过分析中性点非有效接地系统发生单相接地故障时的暂态特征,发现故障线路故障点同侧(上游或下游)两相邻检测点暂态零序电流信号波形基本相同、幅值相差不大,故障点两侧暂态零序电流相差较大。定义故障参量为暂态持续时间内瞬时零序电流的绝对值和,根据故障区段两端故障参量的变化量最大特征确定故障区段,最后,利用仿真验证了方法的正确性。     

配电网单相电弧接地故障选线暂态分析法

小电流接地系统发生最多的故障是单相接地故障，现有的基于稳态零序电流的故障选线方法，受弧光接地，运行方式因素的影响较大，选线精度并不理想，文中在充分研究电弧故障暂态零序电流变化的基础上，指出电弧因素对故障选线准确性的影响，由于对称分量法对接地故障进行暂态分析十分不便，文中采用Clarke变换，并运用小波变换技术建立新的基于暂态电气量的选线方法，应用EMTP对电弧接地故障进行了仿真，在不同采样频率以及不同的A／D分辨率情况下进行了大量的仿真试验，结果表明该方法是正确，有效的，而且具有较强的鲁棒性。     

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...     

配电网中接地故障检测新思路

提出一种新的适用于中性点不接地或非直接接地配电系统的接地故障检测算法。该方法是基于故障时由暂态电压和暂态电流计算而得到的暂态阻抗,然后根据暂态阻抗计算出的接地电容来实现接地故障的检测。利用M at-lab/S imu link仿真,模拟了3种不同故障条件下的仿真过程,验证了该方法的可行性。最后阐述了测量误差减小的方法以及判定故障整定值的确定。     

基于XGBoost的配电网高阻接地故障检测方法

配电网高阻接地故障具有电气量微弱、与正常运行工况相似等特点,因此难以检测。针对传统指标阈值法常由经验整定,在复杂环境下适应性较差、灵敏性不足等问题,提出一种基于极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)的配电网高阻接地故障检测方法,以避免复杂的阈值整定。首先,通过建立10 kV中压配电系统高阻接地故障的等效模型,获取高阻接地故障和正常运行工况的零序电流数据。然后,在对数据进行归一化处理的基础上,利用XGBoost直接从原始量测信息中学习其与高阻接地故障的映射关系,构建高阻接地故障检测模型,以降低因特征提取产生的误差。最后,大量仿真结果表明,所提方法对高阻接地故障检测具有较好的灵敏性和速动性,并且在噪声和数据缺失等情况下表现出较强的泛化能力。     

注入探测信号的直流配电网接地故障识别方法

为准确可靠识别直流配电网接地故障,解决现有基于故障暂态信息识别方法可靠性和灵敏度不足的问题,提出基于探测信号注入的接地故障识别方案。提出一种利用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)注入正弦探测信号的附加控制策略;并进一步结合MMC响应速度、电网安全运行准则和测量设备精度等约束确定了探测信号参数的选择依据;在此基础上,分析了故障网络对探测信号的响应特征,得出从馈线首端看入的线路零模阻抗在故障下显感性,而非故障下显容性的结论;据此设计了接地故障识别方法,方法兼具永久性故障判别能力。仿真结果表明:所提接地故障识别方法能在500Ω过渡电阻下可靠识别发生在母线或各条馈线任意位置的单极接地故障,整体性能优于现有的接地故障识别原理。     

基于故障分量原理的配电网高阻接地故障检测方法

配电网中发生高阻接地故障时,短路电流小于传统过流保护的阈值,无法被常规保护装置检测和清除。若不及时消除短路电路,极易演化成严重故障。针对该问题,文中首先分析发生高阻接地故障时配电网的故障分量特征和基于母线处的正序电压故障分量与其相连接的各馈线正序电流故障分量的相位差特征,给出适用于配电网高阻接地故障检测的故障判据。然后,为解决配高阻接地故障检测过程中系统不平衡引起的一系列问题,制定了相应的故障检测启动判据。基于该故障检测判据和启动判据,制定基于故障分量原理的配电网高阻接地故障检测方法。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立含架空线路的中压配电网模型,仿真结果验证了所提高阻接地故障检测方法的正确性。     

基于暂态相电流的小电流接地故障定位研究

提出一种利用三相电流中的故障电流暂态分量实现小电流接地故障定位的新方法。故障点上游线路,故障相的故障电流暂态分量约等于3倍的上游暂态零模电流,方向为由故障点流向母线;而健全相的故障电流暂态分量约等于故障点下游暂态零模电流,且由母线流向故障点。故障点下游线路,故障相和健全相的故障电流暂态分量均约等于下游暂态零模电流,方向为由故障点流向负荷。在此基础上,定义和求取方向参数,根据故障点两侧方向参数的不同实现故障定位。该方法只需本检测点的三相电流信号,不需电压信号,也不需相邻检测点时钟精确同步。     

基于暂态信号的中压配电网绝缘监测技术

介绍了利用中压配电网绝缘劣化过程中的瞬时性绝缘参数来评估线路绝缘状态的监测模式。建立了基于暂态信号的中压配电网绝缘监测模型,提出了线路绝缘劣化值的计算过程以及利用绝缘劣化指数监视线路绝缘状态的新方法。以福建省泉州电业局的实际故障数据为例对绝缘监测模型进行了验算,验算结果表明,该模型能够实时、有效地监测中压配电网的总体绝缘状态,并能在线路绝缘劣化到较严重的程度时发出警示信号。     

小电流接地电网单相接地故障的暂态特性

针对小电流接地系统单相接地故障接地选线困难的问题,通过理论分析、仿真研究和大量6kV模拟实验验证,深入研究了该型故障的特征,着重研究了电弧接地故障时暂态零序测量电流的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系。结果表明:①电弧接地时,零序电压和各馈线零序电流中都有高频衰减的暂态分量。暂态分量的频率主要与变压器漏抗、电网对地电容和相间电容有关,频率约在0.3～3kHz之间。暂态分量的特征基本不受中性点接地方式的影响。②故障线路与非故障线路的暂态零序电流在频率、衰减速度等特性上相同。非故障线路暂态零序电流的大小与本线路对地电容的大小成正比,而故障线路暂态零序电流等于所有非故障线路暂态零序电流之和,但方向相反。③单相接地故障发生在相电压最大值附近时暂态零序电流最大,发生在相电压过零点附近时最小;暂态零序电流的衰减速度随电弧电阻的增大而加快。这些暂态特性可为研究基于单相接地故障暂态分析的接地选线方法提供理论依据。     

基于暂态波形相关性的配电网故障定位方法

配电网拓扑结构复杂、分支众多,利用单一故障特征的配电网故障定位方法大多存在可靠性差、定位精度低等不足,为此文中提出了一种基于暂态波形相关性的配电网故障定位新方法。配电线路发生故障后实时检测故障暂态波形,利用S变换构造时频矩阵,将其与各分支样本库中的时频矩阵进行相似度计算,并根据相似度的大小判定故障分支;然后根据同一分支不同位置故障时暂态波形的整体波幅差异来确定故障范围,并利用整体波幅偏差与故障位置的比例关系计算得到精确的故障位置。仿真分析表明,在不同的故障条件下,该方法均能可靠、准确地进行故障定位,有望提高配电网故障定位的准确度与可靠性。     

基于暂态功率方向的柔性直流配电网线路单极接地保护方法

单极接地故障是柔性直流配电网最为常见的故障。采用小电流接地方式的MMC型柔性直流配电网发生单极接地故障时,短路电流小(主要是分布电容电流),故障识别困难,柔性直流配电网接地故障检测亟待解决。利用相模变换建立了基于MMC的多端环状柔性直流配电网单极接地故障的零模网络电路,分析了零模网络换流器和直流线路的阻抗特性。在所关注的特征频段内将零模网络简化等效,分析得到故障线路两端的零模电压导数与零模电流的极性均相反,非故障线路两端至少有一端的零模电压导数与零模电流极性相同。利用该故障线路与非故障线路差异特征,设计了一种利用暂态功率的方向纵联保护方法。其中故障线路两端暂态功率方向均为负,非故障线路两端功率方向至少有一端为正。最后在PSCAD/EMTDC平台搭建仿真验证。结果表明,所提保护方法能可靠识别区内区外故障,不依赖线路边界元件,无需数据同步,具有较好的耐受过渡电阻能力。     

跨线相继接地故障暂态特征与暂态选线方法适用性

目前,针对小电流接地系统单相接地故障特征的理论分析已经成熟,但对两点相继接地故障暂态特征的研究较少,其与普通单相接地故障的暂态电气量差异以及已有暂态选线方法的适用性尚不明确。针对小电流接地系统跨线同名相和异名相两点相继接地故障暂态特征问题,建立了后发低阻接地故障暂态等值电路,对故障线路暂态特征进行理论分析并与其单独接地时暂态电气量进行了比较,得到了故障线路暂态特征随不同故障条件(过渡电阻、线路电感、系统对地电容、后发故障相)的变化规律,证明了部分暂态选线方法不再适用于后发接地故障并提出了基于连续检测的选线方法。最后,通过数字仿真和现场数据验证了文中分析结果的正确性。     

小电流接地故障暂态监测新技术

介绍了小电流接地故障暂态信号频域特征，基于暂态零序电流特征频段(SFB)分量幅值、极性和无功功率流向关系的故障线路选择算法，以及在此基础上研制的XJ-100小电流接地故障选线及监测系统。该系统结构合理、功能完善，检测灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈、不稳定电弧影响，可适用于配网自动化系统和变电站综合自动化系统，并可利用瞬时接地故障信息对线路绝缘监测提出预警。     

基于故障暂态量的中压配电网接地故障选线技术综述

阐述了中压配电网发生单相接地后的暂态过程,介绍了故障暂态电流的各个分量,归纳了目前基于故障暂态量的各种典型故障选线技术,分析了各种算法的优缺点,提出了今后故障选线技术的研究方向.     

浅析配电网接地故障的解决方案

小电流接地系统具有供电可靠性高、故障时对设备冲击小的优点,但单相接地是长期困扰配电网稳定运行的主要故障之一。通过研究目前配电网现状及接地故障现象,提出解决方案,使配电网更加安全可靠运行,为广大客户提供优质供电服务。