基于最大概率的故障指示器故障判定方法

为解决配电网故障指示器信号错报及漏报情况下的故障判定问题,分析了故障指示器的特点,提出了配电网最小故障判定区域的概念。基于配电网最小故障判定区域建立了故障指示器故障判定数学模型。分析了故障指示器信号特点,以“三选二”原则提出了一种基于概率的故障指示器组合信号处理方法。结合最小故障判定区域模型和故障指示器组合信号,以故障指示器之间的相互依赖关系为依托,提出了一种基于最大概率的故障指示器故障判定方法。该方法以各区域假设故障后的模拟故障信号与实际情况下的故障信号之间的相似度表征故障发生的最大可能区域,并给出了详细公式。该方法在故障信号漏报和错报较少情况下具有很好的容错性,能够较为准确地确定故障区域。并且给出各个区域的可能概率,提供了故障备选方案,方便调度与运检人员干预排查故障,具有较好的现场应用价值。     

基于模式匹配的地区电网故障诊断

根据电网故障诊断的逻辑分析需要,结合故障发生、发展的过程,对故障进行分类,将电网故障分为单一故障、发展型故障、多重故障和连锁故障,分析了不同故障类型的特点及其基本逻辑,确定了相应的分析思路;构建了较为完备的故障分析逻辑体系,提出了采用模式匹配的电网故障诊断方法,基于结线分析完成了对故障时电网网架变化的基本模式的分析,提出了相应故障模式的具体判据;采用过程匹配方法实现了电网故障时故障信息与预先构建的故障区域内各个保护装置的保护基本动作模式的模式匹配;通过构建谓词逻辑实现了对于故障类型的具体判别;介绍了综合上述方法的诊断流程。最后,通过某地区电网实际发生的故障实例,验证了所提方法的有效性。     

励磁变压器故障原因分析与防范措施

对近年来励磁变压器所发生的故障进行归类,通过一些实例列出了电流互感器(CT)故障、测温点故障、进水接地故障、接头发热故障、线圈内部发生短路故障、其他混合型绝缘故障等故障类型,分析了产生这些故障的原因,并制定了相应的防范措施,确保机组安全稳定运行。     

基于格拉姆角场与ResNet的输电线路故障辨识方法

针对如何利用实际故障录波数据,提取和放大故障特征差异,开展故障类型与故障原因辨识的问题,提出了基于格拉姆角场与迁移学习-ResNet的输电线路故障辨识方法。首先,统计分析了输电线路故障类型和故障原因的分布特征,用于指导构建适用于类不平衡问题的故障分类器。然后,利用格拉姆角场变换将采集得到的故障电压、电流时序信号转化为格拉姆角场图像,放大故障特征差异,作为故障分类器的输入。进一步,将生成的图像集输入搭建好的故障分类器进行网络训练和测试,输出输电线路故障类型和故障原因。最后,完全采用真实故障录波数据开展了算例分析。结果表明：所提方法对故障类型的辨识准确率达到了97.51%,对故障原因的辨识准确率达到了94.23%。并且将训练的故障辨识网络迁移至其他地区时,仍然具有较好的故障辨识效果和泛化性能。所提方法为基于暂态波形数据驱动的故障辨识提供了新方法,可以用于实际电网的输电线路故障辨识。     

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。     

城市配电网故障定位技术的分析

结合配电网故障定位技术在城市配电网中的应用情况,比较了 3种配电网故障定位技术的优缺点和使用范围,认为故障指示器是现阶段最实用的配电网故障定位技术,对短路故障,特别是接地故障的研判准确率较高,因此重点分析了故障指示器在配电网故障定位的应用情况,并给出了故障指示器的应用建议和注意事项.     

一种外施信号源型故障指示器及故障定位系统的工程应用

为了提高配电抢修人员查找故障及处理故障的效率,应用了一种外施信号源型故障指示器的故障定位系统.阐述了该型故障定位系统技术原理,分析了该型故障指示器的故障检测判据.结合实际工程,对目前现场实际应用中出现的问题进行了分析,提出了一种基于指标分析的故障指示器工程应用评价方法,最后对应用效果进行了评价.     

分布式配电网故障停电快速恢复方法研究

传统配电网故障停电快速恢复方法因恢复时间较长而影响人们的日常用电.本文设计了一种新的分布式配电网故障停电快速恢复方法.分析了分布式配电网停电故障的特征,讨论了配电网停电故障的类型.优化了配电网停电故障快速恢复的流程,缩短了故障停电的时间.构建了配电网停电故障恢复的模型,提高了分布式配电网停电故障恢复的灵活性,实现了分布...     

一种适用于MMC-HVDC直流输电线路的保护新原理

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)作为一种新型多电平拓扑结构的电压源换流器,具有扩展性强、输出电压质量高、谐波含量少等优点,已经展现出极其重要的工程应用前景。首先介绍了模块化多电平高压直流输电(Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)的拓扑结构及运行原理,然后通过故障附加状态网络分别对区内和区外故障进行了分析,并利用二阶微分法提取了故障时电压、电流的故障分量,得出了保护策略。根据故障网络分析可知,当直流线路发生区内故障时,电流故障分量极性相同;当直流线路发生区外故障时,电流故障分量极性相反。因此,可以根据电流故障分量的极性是否相同来识别区内、外故障,利用二阶微分法来提取故障时电流的故障分量,用以识别区内、外故障。另外,根据故障网络分析还发现,当直流线路发生区内故障时,单极故障时电压故障分量极性相同,双极故障时电压故障分量极性相反。因此,可以根据电压故障分量的极性是否相同来识别故障极。利用二阶微分法来提取故障时电压的故障分量,根据电压故障分量的极性,识别故障所在的极。最后利用PSCAD电磁暂态仿真软件建立了MMC-HVDC的仿真模型。仿真结果验证了故障分析以及保护方法的正确性。     

基于故障相电压极化量的 谐振接地系统高阻故障方向检测方法

针对谐振接地系统高阻接地故障的发生概率大、零序电压检测难度高的问题,提出了基于故障相电压极化量的谐振接地系统高阻故障方向检测方法。利用谐振接地系统高阻故障等值电路,分析了故障暂态时间内故障相电压分别与故障上、下游线路零序电流的极性关系,发现故障相电压与故障上游线路零序电流波形相似程度较高,与下游线路零序电流波形相似程度较低。据此,可以将故障相电压作为极化量,通过分析故障暂态时间内线路检测点所测零序电流与故障相电压的相似程度来进行故障方向检测。相较于以往的故障检测方法,所述方法提高了谐振接地系统高阻接地故障检测的可靠性。数字仿真与现场人工试验验证了该方法的可行性。     

基于网络的行波故障定位软件设计

基于整个输电网的行波故障定位方法,综合网络中各变电站测量到的故障行波到达时刻计算故障点位置,能有效提高定位结果的精度和可靠性。文中基于该方法,设计了基于网络的故障行波定位软件。包括故障计算单元、数据库管理单元、GPRS(通用分组无线电业务)无线通信单元、故障信息发布单元。实现了全网故障定位计算、分散分布的行波定位装置与故障定位主机之间GPRS无线通信、全网故障信息数据的管理以及基于Web的故障信息发布等功能。现场运行表明,该软件稳定可靠,定位准确,完全符合工程要求。     

低压双极环形直流微网的新型故障定位法

当直流微网线路发生故障时,为快速切除故障并恢复供电,减少停电时间,需要快速准确的故障定位。本文以低压双极环形直流微网为研究对象,针对单极接地故障和极间短路故障,提出了一种差分法与伪逆法相结合的新型故障定位方法,可在线确定出不同故障条件下的故障位置,且定位准确性高。根据暂态期间故障回路的KVL矩阵方程,利用差分法和伪逆法,计算故障线路的等效电感,进而计算出故障距离,从而实现故障定位。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该方法的有效性,对两种故障类型及不同故障距离和故障电阻,故障距离估计误差均小于1.43%,故障电阻相对误差小于0.04%。该方法可针对两种不同的故障类型,不受故障距离和故障电阻的影响,能准确地确定出故障点位置并计算出故障电阻,具有较好的实用性。     

交流1000kV特高压线路三相故障暂态过程分析

通过理论分析和仿真验证得到特高压线路三相故障后相关暂态电气量的特点:特高压线路故障电流中除有一很大的衰减直流分量外还存在高频分量:故障电压中也含有较大的高频分量但没有直流分量;故障高频分量的初始值与短路角(以电压角为基准)有关.当故障角为90°时.高频分量的初始值最大:高频谐波的频率与故障距离和系统运行方式有关.系统方...     

T型高压输电线路故障测距

现有的T型线路故障测距算法都是先判断故障支路,然后将3端线路等效成双端线路进行测距。该文指出了在T节点附近短路,尤其是经高阻短路时,现有的T型线路故障测距方法由于无法正确判别故障支路而存在一个测距死区。考虑上述问题,该文利用过渡阻抗的纯电阻性质,提出了一种新的T型线路故障测距方法。该方法打破了传统的先判断故障支路再故障定位的模式,无需事先判别故障支路即可测距。该方法无测距死区,测距精度不受过渡电阻和故障类型影响,较好的克服了传统方法在T节点附近有测距死区的不足。EMTP仿真结果表明该方法正确,测距精度高。     

Ground-fault Location Algorithm for Ungrounded Radial Distribution Systems

This paper proposes a single phase-to-ground fault location algorithm for ungrounded radial distribution systems. The algorithm uses the voltage equation from the relay location to the fault location, which contains three unknown variables: zero-sequence fault current, fault resistance, and fault distance. The zero-sequence fault current can be determined using the zero-sequence relay current. Inserting the zero-sequence fault current into the voltage equation results in an equation that contains only the fault resistance and fault distance. The fault resistance is removed by extracting the components orthogonal to the zero-sequence fault current from the equation and finally the fault distance is estimated. Simulation results indicate that the algorithm performs well regardless of fault resistance and fault distance.     

弧光故障信号的频谱分布及R/S分析

利用R/S方法研究了输电线路弧光接地故障采样信号的频谱分布规律及分形维数的特点。其频谱分布在某种程度上定性反映了采样信号所对应的弧光接地故障位置的变化 ,故障信号波形的分形维数是采样信号所对应的弧光接地故障位置的定量表达 ,且与其频谱分布相关性很强。滤除基波后的故障信号波形的分形维数与线路的故障位置近似呈二次曲线关系。弧光故障信号频谱分布及R/S分析在输电线路弧光接地保护和位置估计方面应用潜力很大。     

基于电磁时间反演的VSC-HVDC系统架空线-电缆混合线路故障定位方法

针对传统故障定位方法无法应用于架空线-电缆混合直流线路的问题,提出了一种架空线-电缆混合直流线路的故障定位方法,该方法采用先确定故障点所在区段、后在区段中定位的原理。利用故障附加网络的直流分量定义了故障区段判别函数,通过该判别函数在不同区段发生故障时数值不同实现故障区段的判定。然后,分析了电磁时间反演理论在故障定位中的可行性,分析确定了故障特征谐波。利用线路两端特征谐波的电流行进波作为时间反演电路的电流源,设置与原线路拓扑结构镜像的线路,利用时间反演电流源与镜像线路构建时间反演电路。在此基础上,根据时间反演的能量聚焦特性列写故障区段内的故障定位方程并实现区段内故障定位。利用PSCAD/EMTDC搭建的电压源型换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统仿真证明了所提方法能实现线缆混合直流输电线路的故障定位。     

基于能谱熵测度的自适应单相接地故障选线方法

根据单相接地的故障特性,将小波包和信息熵结合对故障暂态电流进行分析,定义能谱熵作为单相接地故障的暂态普适特征量,定量量度暂态的不确定性。分析了故障暂态信号频谱分布的特性规律,定义能谱熵测度及饱和熵来统计信号能量的复杂度。提出基于多尺度能谱熵测度的故障模式分类方法,将单相接地故障分为强故障、小角故障、弱故障3类模式。在此基础上,提出了基于故障模式识别的自适应选线方法。仿真和故障录波数据验证了该方法的有效性。     

利用暂态幅值故障测度的谐振电网故障选线

为了准确检测出谐振电网单相接地故障,提出一种基于暂态幅值故障测度的故障选线方法。通过模量变换,分析发生故障后的故障馈线和正常馈线,利用电流的小波模极大值特性得出零模初始电流小波模极大值的规律。结合此规律和一般故障测度的定义,定义了暂态幅值故障测度。故障馈线的暂态幅值故障测度最大,正常馈线的暂态幅值故障测度大于0且接近于0,据此检测出故障馈线。理论分析和ATP仿真结果表明,该方法能有效准确地检测出谐振电网单相接地故障,不受消弧线圈的影响,证明了该方法的正确性。