中性点不接地或高阻接地系统接地故障定位方法探究

本文提出了一种中性点不接地或高阻接地系统接地故障定位的新方法.该方法采 用相对电压算法原理,将数字继电器、零序信号发生器和远距离接地故障指示器相结合,能 处理间歇性故障和多重故障的问题,能识别反向接地故障。     

中性点不接地系统高阻接地故障的特点及判别

对10kV中性点不接地系统的现场单相接地试验结果进行分析,给出了系统在发生不同性质单相接地故障时故障相电压的变化规律,为准确判断故障相提供了理论依据。     

中性点不接地系统接地故障选线方法探讨

在对中性点不接地系统单相接地故障情况下零序电流、零序电压以及零序功率的变化规律做了认真分析的基础上，提出了采用3个判据同时判断的故障选线三合一综合判据原理，这个综合判据可以大大提高接地选线的准确率，具有一定的推广利用价值。     

小电阻接地系统高阻接地故障纵联差动保护

为提高故障处理速度与供电可靠性,国内部分小电阻接地配电网已试点采用纵联差动保护技术处理接地故障,但其零序过电流保护策略不能有效处理高阻接地。分析计及线路阻抗时的小电阻接地系统单相接地故障特征,利用零序电压与零序电流间的比例关系,提出一种零序电压幅值修正的接地故障差动保护方案。该方案利用零序电压信息自适应修正两终端间电流差,同时针对极端条件下区段数量较少、零序压降稍大等限制因素,适当提高整定值以避免故障点上游保护误动。经仿真与人工接地试验数据验证,该方案可将纵联差动保护耐电阻能力提高至1000W以上。     

小电阻接地系统高阻接地故障检测技术综述

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。文章基于零序等效网络分析了小电阻接地系统单相高阻接地故障时母线零序电压理论特性和各出线零序电流特征;针对高阻接地故障常伴随发生的电弧现象,从故障点燃弧的物理过程出发,详尽分析了常用的Cassie电弧模型、Mayr电弧模型、改进的Mayr电弧模型、Mayr-Cassie组合电弧模型和Emanuel电路模型等六种电弧模型的物理近似过程、数值推导过程、试验验证及适用条件;分别从时域的伏安特性分析法和零序电流畸变法、频域的故障电流信号法和故障电压信号法出发,分析了高阻接地故障检测方法中的信号处理过程、故障特征提取方法、检测方法的优点与不足;认为采用零序电流波形在过零点附近畸变引起的波形斜率曲线变化作为故障特征具有明确的数学与物理意义,采用零序电压信号经小波包分解后高频段与低频段能量比作为故障特征,基本不受故障条件、系统结构等因素的影响,具有较好的检测效果。     

中性点不接地系统单相接地故障的定位方法

该文以不接地系统发生单相接地故障后的零序网络特征为基础,考虑到零序电流采集时受到的来自负荷电流的影响,提出一种新的基于零序电流相量的故障定位方法.文中定量地分析了架空线路中由电流互感器误差引起的负荷电流零序分量在二次侧输出不为零从而产生的零序不平衡电流,并推导出其数学表达式,应用在定位判据的提出和判据可信度的分析中.最后通过仿真算例,模拟出实际线路零序电流采集时受到的来自不平衡电流的影响,给出了基于零序电流相量故障定位方法在实验环境下的应用.     

小电阻接地系统高阻接地故障反时限零序过电流保护

目前小电阻接地系统接地保护主要采用零序过电流保护,其保护动作值较高,但发生高阻接地故障时保护装置容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地系统单相高阻接地故障零序电流分布特征以及零序电压与零序电流关系的基础上,提出了一种新型的反时限零序过电流保护方法。通过各出线保护间的时间配合可使保护装置的启动电流定值无需躲过本线路的最大电容电流,并且通过构造修正系数来提高高阻接地故障时检测到的等效零序电流的大小,从而提高高阻接地故障保护能力,消除因电流互感器测量误差而造成的拒动问题。     

基于同步量测的谐振接地系统高阻接地故障区段暂态定位

谐振接地系统高阻接地故障发生概率较大,检测难度高,现有暂态分析及暂态区段定位方法不适合用于高阻接地故障。利用消弧线圈与系统对地电容间并联谐振的独特作用,分析了谐振接地系统高阻接地故障暂态零序电流与暂态零序电压的变化规律。研究发现,故障点下游各检测点暂态电流与暂态电压近似正交,而故障点上游检测点暂态电流还包含了与暂态电压成正比例的故障点暂态电流。利用同步量测单元采集的故障信息,计算各检测点暂态电流在暂态电压上的投影,若相邻检测点暂态电流投影分量之差超过一预设门槛,则该区段为故障区段,否则最末检测点下游区段为故障区段。所述方法完善了小电流接地故障暂态分析与暂态区段定位技术,数字仿真验证了该方法的可行性。     

基于故障信息的高阻接地故障辨识与定位方法

高压输电线路发生高阻接地故障时,由于受过渡电阻的影响,线路保护动作行为较为复杂,故障测距结果往往误差过大。针对以上问题,提出了一种高阻接地故障辨识和故障定位的方法。该方法的核心思想是基于故障录波数据,计算故障区域各条线路两侧电流矢量和及跳闸线路两侧零序电流比值,然后根据序网络故障分析和差动保护原理,利用电网分布式继电保护计算系统进行故障辨识和定位。计算和现场巡线结果表明该方法受过渡电阻和负荷电流的影响很小,故障定位精度较高,可满足现场的应用要求。     

基于自主芯片的接地变压器接地故障检测方法研究

随着配电网及新能源供电系统对地电容电流水平的提高,中性点经小电阻接地方式得到了越来越广泛的应用。中性点经小电阻接地系统中若发生接地变压器故障,其保护跳闸时会直接跳开主变压器或者母线开关,这增加了整段母线失压的风险。提出了基于零序功率检测接地变压器自身接地故障的保护方法,在接地变压器自身接地故障时只跳开接地变压器的开关,后续再人工切换运行方式,可以降低整段母线失电的风险,提高供电可靠性。此外,还提出了使用国内自主芯片实现该保护,既能够防范国外芯片断供的风险,又能够通过多核处理器的“保护核+启动核”的冗余校验模式提高保护的可靠性。     

基于零序阻抗突变特征的谐振接地系统高阻接地故障选线方法

针对配电网谐振接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出了一种利用消弧线圈并联电阻短时投入以增强线路零序阻抗特征的高阻接地故障选线方法.对发生单相接地故障时消弧线圈并联电阻投入前、后同一母线上的健全线路和故障线路的零序阻抗特征进行分析,由分析结果可知:任意健全线路在并联电阻投入前、后其零序阻抗基本保持不变,由线路自身对地电容阻抗构成;故障线路在并联电阻投入后零序阻抗减小,由所有健全线路、消弧线圈支路和并联电阻支路的并联等值阻抗构成.此外,综合考虑故障点电流的限幅要求和零序电压的启动要求分析了并联电阻的取值范围.利用消弧线圈并联电阻投入前、后线路零序阻抗的变化特征构造了故障选线判据,其能够适用于过渡电阻在3000Ω以内的高阻接地故障.利用MATLAB建模仿真,验证了所提故障选线方法的有效性.     

配电网高阻接地故障检测技术综述

配电网发生高阻接地故障(HIF)时其电流变化量较小,因此故障检测起来较为困难。本文阐述了高阻接地故障时线路的暂态和稳态特性,介绍了小电阻接地系统、中性点不接地系统以及消弧线圈接地系统的故障选线和定位技术以及各自的优缺点。采用多种方式协同的方法可以提高故障检测的可靠性、灵敏性以及经济性。     

中性点不接地系统消除弧光接地故障的探讨

本文论述了中性点不接地系统中弧光接地的危害性。探讨了消弧线圈和XHG消弧过电压装置各自的特点和适用范围。同时总结了消弧线圈和XHG消弧过电压装置在三峡施工供电系统的应用,并针对存在的问题,提出了XHG消弧过电压装置在实际运行中的改进措施并得以实施;并提出了消除弧光接地过电压的一些其他措施。     

基于同步零序电流谐波群体比相的谐振接地系统高阻故障选线及区段定位方法

高阻接地故障选线和区段定位是配电网故障处理的难点,谐振接地系统因其故障特征的特殊性又给高阻接地故障诊断带来挑战。针对传统小电流接地故障定位方法在面对高阻接地故障问题时因量测精度不足、故障特征提取不准确造成的定位困难问题,从高阻接地故障非线性特征入手,推导谐振接地系统健全线路(区段)和故障线路(区段)特征的差异;分析消弧线圈补偿度和系统阻尼率对故障特征的影响;利用区段合成零序电流的同步波形,提出不依赖于故障特征产生时间且适用性更广泛的同步三次谐波群体比相定位方法。实测案例验证了所提理论的正确性和方法的有效性。     

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。     

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。     

灵活接地系统的高阻接地保护研究

灵活接地系统的配电网正常运行时中性点不接地,当发生单相接地故障时中性点自动转为小电阻接地。当前灵活接地系统依靠零序过流保护切除故障,但仍存在高阻接地故障无法准确选线、灵敏度不足的问题,零序过流保护频繁在故障熄弧期间复归,导致故障切除时间长,引起接地变烧毁、110 kV主变跳闸等事故。研究了灵活接地系统的电压电流特性,提出了适用于配电网灵活接地系统方式下的单相接地故障快速处置方法,并基于此设计了一款线路保护测控装置,集成了稳态和暂态量的选线技术,能够精准识别、快速隔离故障,提高了接地故障保护可靠性和灵敏度。     

基于虚拟能量变化率的谐振接地系统高阻接地故障选线方法

谐振接地系统的高阻接地故障由于消弧线圈和接地阻抗作用,故障电气量较微弱,故障检测与选线困难。通过对高阻故障的暂稳态特征以及故障线路对地支路的瞬时和永久性改变的分析,总结出健全线路和故障线路对地电容参数的瞬时变化规律及特征。进而构造表征故障前后各线路对地电容参数变化的虚拟能量分量,并分析虚拟能量变化率的变化规律。最后,提出了利用线路虚拟能量变化率峰值占比来确定故障线路的判据,并用于设计故障选线方法。所述方法在保证选线正确的同时,扩大了检测范围并增强了抗三相不平衡干扰的能力,仿真结果和现场实测数据验证了方法的准确性与可靠性。