基于聚类分析和相关分析的故障选线方法

为准确选出谐振接地系统单相接地故障线路,提出一种相关分析与聚类分析相结合的选线方法。根据系统单相接地故障后零序暂态电流在故障线路和健全线路的差异,首先运用相关分析得到各线路零序暂态电流的综合相关系数并以此选取候选故障线路;然后求取各线路零序暂态电流之间的综合欧氏距离,以综合欧氏距离为基础对各线路进行聚类分析,依据聚类结果结合相关分析得到的候选故障线路最终确定故障馈线。理论分析和大量仿真结果表明,该方法可以有效避免运用相关分析法时因各线路零序电流相关性减弱造成的选线误判问题,并且选线结果准确、可靠。     

利用暂态波形伸缩变换的谐振接地系统故障选线方法

谐振接地系统单相接地时,非故障线路间暂态零序电流波形的相似度高于故障线路与非故障线路暂态零序电流波形的相似度。非故障线路间的相似度主要与线路对地分布电容有关。采用2条线路对地等效电容的比值对暂态零序电流波形进行伸缩变换,以提高波形间的相似度及选线裕度。基于分段相平面分析,求出各线路伸缩变换后暂态零序电流波形的各段相平面轨迹到确定点的欧氏距离,构造可综合表征暂态零序电流波形幅值和极性信息的特征矩阵,对特征矩阵做模糊K均值聚类,选出故障线路。在噪声干扰、电弧故障、采样不同步、不同时间窗等情况下分别对所提方法进行仿真验证,结果表明所提算法适应性强,选线准确、可靠。     

基于波形时域特征聚类法的谐振接地系统故障选线

利用谐振接地系统的零序网络分析单相接地后各线路零序电流波形相似性,基于此提出一种基于暂态零序电流波形时域特征聚类的谐振接地系统单相接地故障选线新方法。根据对各线路故障后首半个周期的零序电流波形的直方图分解结果,采用反映状态差异的相对熵矩阵表示零序电流波形的极性信息,结合幅值信息构造表征暂态零序电流波形时域特征的综合相对熵特征矩阵,由免阈值设定的模糊核聚类算法判别故障线路。在不同工况下对所提方法进行仿真验证,结果表明,所提方法不受电弧故障、噪声干扰、采样不同步和补偿度的影响。     

基于特征频带内暂态零序电流特点的配电网单相接地故障选线方法

提出了一种新的采用特征频带内暂态零序电流集中式比较单相接地故障的自适应选线原理,设计了两种选线算法:提取各馈线中特征频带内的暂态零序电流幅值并进行相对比较,算法可以随系统运行方式变化、故障条件变化自适应的捕捉特征频带内暂态电流分量.当故障初始角较小、过渡电阻很大暂态分量很小时,采用零序电流有功低频分量幅值比较算法.该算法可适用于中性点不接地、非直接接地系统单相接地故障的各种情况.ATP仿真数据和现场实录数据的测试表明,综合选线方法具有很高的准确性和灵敏度,算法已经应用于YH-B811小电流选线装置中.     

基于特征频带内暂态零序电流特点的配电网单相接地故障选线方法

提出了一种新的采用特征频带内暂态零序电流集中式比较单相接地故障的自适应选线原理,设计了两种选线算法：提取各馈线中特征频带内的暂态零序电流幅值并进行相对比较,算法可以随系统运行方式变化、故障条件变化自适应的捕捉特征频带内暂态电流分量。当故障初始角较小、过渡电阻很大暂态分量很小时,采用零序电流有功低频分量幅值比较算法。该算法可适用于中性点不接地、非直接接地系统单相接地故障的各种情况。ATP仿真数据和现场实录数据的测试表明,综合选线方法具有很高的准确性和灵敏度,算法已经应用于YH-B811小电流选线装置中。     

基于改进DTW的接地故障波形互相关度聚类选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时,各线路暂态零序电流波形具有非线性非平稳特性,故障线路与非故障线路的暂态零序电流波形存在差异性,提出一种基于改进动态时间弯曲距离(DTW)的接地故障波形互相关度聚类选线方法。通过改进DTW算法求取各线路发生故障后半个周期暂态零序电流波形两两之间的幅值互相关系数矩阵(ACCM),结合暂态零序电流极性互相关系数矩阵(PCCM),构造表征暂态零序电流幅值和极性信息的综合互相关系数矩阵(CCCM),由免阈值设定的模糊C均值聚类(FCM)算法选出故障线路。对噪声干扰、两点接地、电弧故障、采样不同步等情况的仿真结果表明,所提故障选线方法不受工程应用中可能存在的影响因素的影响,实现可靠选线。     

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。     

EMD及其能量变化曲线在小电流接地系统故障选线中的应用

当谐振接地系统发生单相接地故障后,所有馈线零序电流的暂态信号中包含大量的特性复杂的非平稳、非线性信号,在此基础上提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和其能量变化曲线的单相接地故障选线方法。EMD方法的优势在于其强大的适应性,能通过信号自身的变化规律来对其进行分解;而能量曲线能够比幅值更好的对故障线路和非故障线路进行鉴别。首先对各条故障线路的零序电流进行EMD处理,然后取其一阶本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)并求其能量曲线,最后根据所构建的选线信心度的大小来进行故障选线。仿真与实验的结果证明了该方法有较高的可靠性与实用性。     

基于FCM聚类的小电流接地系统故障区段定位

提出了一种基于FCM聚类的小电流接地系统的配电网故障区段定位方法。小电流接地系统发生单相接地故障后一段时间内,故障点上下游同侧暂态零序电流波形具有高度相似性,而异侧的波形则不具有相似性。通过构造暂态零序电流幅值序列表征这一特性,采用FCM聚类算法划分故障点上下游区段来实现故障区段定位。该方法仅需故障线路上测量点上传幅值序列,一定程度上降低了测量点的通信压力。仿真试验表明,所提出的方法能够准确定位出故障区段。     

一种基于图像的配电网单相接地故障选线方法

文中针对中性点经消弧线圈接地引起故障电流微弱,故障特征不明显,导致谐振接地系统发生单相接地故障时选线速度慢、选线困难等问题,提出了一种基于图像的配电网单相接地故障选线方法。该方法获取各馈线故障零序电流,通过连续小波变换(CWT)得到CWT系数矩阵,将系数矩阵生成RGB图像;然后,通过感知哈希算法计算正常馈线与故障馈线生成RGB图像之间的汉明距离,以汉明距离判断各RGB图像之间的差异,进而确定故障馈线;最后,对比了基于皮尔逊相关系数选线方法和基于EMD分解零序电流高频分量选线方法,结果表明所提方法应用于谐振接地系统中选线速度快,且不受故障电阻、故障位置、故障初始相角等因素的影响。     

基于暂态零序无功功率的小电流系统单相接地选线

根据小电流接地系统发生单相接地故障时,在特征频带(SFB)内馈线输入阻抗的相频特性呈容性的特点,利用小波变换提取此频带内的暂态零序电流分量及经Hilbert变换的暂态零序电压分量;采用小波分解后的尺度系数及小波系数求得暂态零序无功功率进行故障选线。经过大量的Matlab仿真测试表明:该选线方法能够准确识别单相接地故障线路,可靠性和灵敏性较高。     

基于暂态零序无功功率的小电流系统单相接地选线

根据小电流接地系统发生单相接地故障时,在特征频带(SFB)内馈线输入阻抗的相频特性呈容性的特点,利用小波变换提取此频带内的暂态零序电流分量及经Hilbert变换的暂态零序电压分量;采用小波分解后的尺度系数及小波系数求得暂态零序无功功率进行故障选线。经过大量的Matlab仿真测试表明:该选线方法能够准确识别单相接地故障线路,可靠性和灵敏性较高。     

基于小波包方法的配电网故障选线与仿真研究

配电网单相接地故障选线问题一直未能很好地解决。在分析配电网发生单相接地故障暂态特征基础上,对中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障进行了仿真。介绍了一种利用小波包分解暂态零序电流的故障选线方法。该方法利用小波包对各条线路的暂态零序电流进行多层分解,按照能量最大的原则确定各线路暂态零序电流分布集中的特征频带,在征频带内进行幅值与极性综合比较选出故障线路。通过MATLAB仿真表明,该方法可以准确实现故障选线,具有较高的灵敏度,且不受过渡电阻、故障合闸角及电弧的影响。     

谐振接地系统暂态波形差异性识别法接地选线

利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间的暂态零序电流波形差异性大于非故障线路间的暂态零序电流波形差异性的特点,提出一种基于暂态波形差异性识别的接地选线新方法。对各线路故障暂态零序电流波形进行小波包分解、重构及信号增强处理,根据各频带频率大小确定该频带的时间窗的划分数量,求取各组时间窗波形的分布特征矩阵及其相互间的相对熵,用于衡量同组时间窗波形间的差异程度,采用等权重投票法统计各频带各组时间窗的初步选线结果并确定故障线路。大量仿真结果表明该选线方法选线准确、可靠。     

一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统中发生故障时选线准确率低的问题,提出一种谐振接地系统单相接地故障选线新方法。通过分析不同线路的零序电流与零序阻抗特征,发现健全线路的零序阻抗始终呈容性,零序电流为纯容性电流;而故障线路零序电流在低频段含有消弧线圈的感性分量,且幅值大于高频段。先使用低通滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流在低频段的信号分量,并对母线零序电压求导;然后比较任意两条线路的零序电流与纯容性电流交叉相乘后乘积的差值,差值最大的为故障线路。分别对不同工况下的单相接地故障进行了仿真验证,结果表明,该方法选线准确,适应性强。     

谐振接地系统单相接地故障暂态仿真与分析

在谐振接地系统时域、频域特征分析的基础上,通过Matlab软件建立以分布参数为基础的高精度谐振接地系统单相接地故障仿真模型,分析了几种极端故障情况下的线路零序电流波形的特征。通过分析可得:谐振接地系统单相故障暂态接地电流中含有暂态电感电流与电容电流,其比例随故障时刻的不同而变化;在选定频带内,故障线路和非故障线路暂态零序电流极性相反;故障初相角为零附近(0～30°)经小电阻接地故障情况下,故障线路零序电流出现倒相,且倒相程度随故障初相角的变化而不同;在大电阻接地故障的情况下,故障与非故障线路零序电流在稳态时出现一定的相位移。     

基于S变换的配电线路故障区段定位方法

<正>提出一种基于S变换模时频矩阵相似度的配电线路故障区段定位新方法。仿真结果表明,该故障区段定位方法能够适应工程应用中可能存在的影响因素,具有鲁棒性好、定位准确和可靠性高等特点。针对中性点非有效接地系统的故障定位问题,国内外开展了大量研究。小电流接地系统发生单相接地故障后,故障馈线故障点上游方向暂态零模电流信号幅值大、暂态过程主谐振频率低,而下游方向波形幅值小、主谐振频率高,故     

基于暂稳态电流幅值比较的谐振接地系统故障选线方法

针对传统单相接地故障选线方法因互感器极性反接而误动或拒动的问题,提出一种基于零序电流幅值比较的选线方法。根据谐振接地系统单相接地故障等值电路,计算各线路出口处零序电流工频分量与暂态分量的幅值之比,分析各线路出口处零序电流的幅值特征,得出所有健全线路零序电流暂态分量与稳态分量的幅值之比相等,且明显小于故障线路零序电流暂态分量与稳态分量的幅值之比。该方法仅利用了零序电流幅值信息,实现简单,不受零序互感器极性的影响。通过MATLAB仿真和现场数据验证了方法的正确性。     

基于零序电流激励的谐振接地系统故障选线测后模拟方法

谐振接地系统单相接地故障零序电流暂态量显著,设计一个高通数字滤波器,提取出零序电流的高频暂态分量。依次假设各馈线为故障馈线,将假定的故障馈线零序电流的高频暂态分量作为激励信号,依据各馈线零序分布电容参数,运用测后模拟法定量地求解电路响应,即求取各馈线零序电流高频暂态分量的测后模拟波形。当假设为真时,各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形相吻合,具有极强的相似性;而当假设为假时,实测波形和模拟波形差异较大。对各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形在一定数据窗下进行相关分析,并求取各次假设情况下各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形的平均相关系数,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。     

基于重构误差及多尺度交叉样本熵的谐振接地系统故障选线

针对大量应用电缆线路导致的谐振接地系统单相接地故障时选线正确率下降的问题,提出一种基于计算馈线暂态零序电流重构误差及其低频分量多尺度交叉样本熵的故障选线方法。谐振接地系统单相接地故障时由于消弧线圈补偿作用,故障线路暂态零序电流相位、周期变化均与健全线路不同。利用相位变化不同,通过同步挤压小波逆变换对暂态零序电流进行重构并计算误差。利用周期变化不同计算暂态零序电流低频分量多尺度交叉样本熵。重构误差、交叉样本熵之和均为最大值的线路即为故障线路。大量仿真结果证明,该方法受不同故障条件影响较小,可靠性高,抗干扰性强。