农村配电网10kV线路接地选线探讨

对农村电网10kV线路接地故障危害进行分析，提出了对接地保护的特殊要求；从选线原理方面入手，对几种接地选线方法进行实用性分析，对比出较为实用的选线方案。     

直流线路永久性接地故障环流抑制优化方案

针对双极双十二脉动特高压直流线路永久性接地故障异常环流无法有效隔离问题,提出了故障异常环流抑制优化方案。首先分析直流线路永久性接地故障异常环流值的影响因素;其次结合国内直流线路故障清除现有策略,分析有通信工况下线路接地故障重启高端阀组异常环流、有通信工况及无通信工况下线路接地故障重启不成功闭锁异常环流的形成原因;然后据此提出基于极隔离以及移相90°再闭锁策略优化的直流线路永久性接地故障环流抑制方案;最后通过实时仿真系统(real time digital system, RTDS)建立仿真模型验证改进方案的有效性。结果表明,文中所提出的方案可有效解决不同工况下直流线路永久性接地故障异常环流问题。     

基于电流相关性的直流线路单极故障保护方案

目前,柔性直流配电网得到快速发展,但其直流线路保护方案还不成熟,特别是基于模块化多电平换流器（modular multi-level converter,MMC）的直流配电系统,单极接地故障时故障电流不明显,给故障识别增加了难度。针对这一问题,考虑直流线路的分布电容效应,提出一种采用Pearson相关系数计算正负极电流相关性的单极接地故障识别方法。区内故障时,线路每端的正极电流与负极电流均呈强正相关特性,而区外故障时,靠近故障端的线路正负极电流正线性相关性较差。以直流电压变化率作为故障识别启动判据,给出具体的单极接地故障保护方案。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了光伏直流接入系统仿真模型并进行了验证,结果表明：该方案可快速、可靠地识别区内外故障,并具有一定耐受过渡电阻的能力。     

线路接地故障点的查找及分析

线路接地故障是电力线路最为常见的故障之一。线路出现接地后，电网处在不正常的方式下运行，如不及时排除可能引发其它事故，故如何在最短的时间内将故障点排除是十分重要的。本文就电网在线路接地后如何尽快查找接地点进行分析。     

±800 kV直流线路故障过程中电磁耦合特性与保护研究

为提高直流输电系统运行的可靠性,实现直流线路保护的有效动作,避免误动,必须对直流输电系统的电磁耦合特性进行研究。以云广特高压直流输电工程为研究对象,并参照其线路参数,建立了包含杆塔、输电线路、避雷器、绝缘子串闪络以及换流站内各种设备的仿真模型。采用EMTP,以雷击直流输电线路极导线、一极接地故障后对另一极的影响为具体算例进行仿真计算。对仿真结果进行分析,结果表明在故障情况下,对直流输电线路感应电压影响较明显的是土壤电阻率、极线间距与接地故障位置,而线路运行电压对感应电压的影响不大。比较研究了不同故障过电压仿真结果,对于雷击故障,可以用电压突变量的比值来确定故障极;对于接地故障,用分别对金属性接地和阻抗接地故障波进行小波变换分析的结果作为区分依据。最后,依据故障区分特性,提出了考虑电磁耦合的高压直流输电线路保护判据和保护整定方案,经过验证表明,所提出的保护判据可有效地区分输电线路故障。     

含分布式电源的小电阻接地系统分区域零序保护

小电阻接地系统中并网分布式电源的网侧中性点采用小电阻接地方式能够减小孤岛系统带故障运行时的过电压,也改变了原有小电阻接地系统的单相接地故障特征,导致现有的高阻接地故障保护方案不适用。文中分析了主网和分布式电源均采用中性点经小电阻接地的配电系统的单相接地故障特性,根据故障线路和非故障线路的零序电流幅值和相位特征将线路划分为两个区域,区域1为各中性点之间连接的线路,区域2为除各中性点连接线路以外的线路,并提出基于零序相位差动保护和零序电流幅值比保护的分区域零序保护方案。最后,利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,通过对低阻接地故障、线性高阻接地故障和非线性高阻接地故障进行仿真,验证了保护方案的正确性。     

基于配网自动化技术的接地故障判别方法

针对我国当前10kV配电线路单相接地的现状，介绍了采用基于配电自动化技术的接地故障检测方案。该方案不但可以提高配电线路接地故障选线的精度，同时还使自动寻找接地故障点，隔离接地区域成为可能。     

基于能量比值分析的直流输电线路故障判别

针对高压直流输电线路跨域广,遭受雷击概率较高,易引起输电线路故障的问题,提出了一种基于能量比值分析的故障识别方法。在考虑发生雷击故障或接地故障时,引起输电线路暂态能量发生改变,且雷击时的故障能量与接地故障时的故障能量不同的特征,通过从能量的角度出发,提出了利用S变换将输电线路各频带的能量进行分离,提取出特定频带的能量进行比值分析。基于EMTP/PSCAD搭建220 kV高压直流输电线路模型,仿真结果表明其方案可以很好地识别雷击故障和接地短路故障。     

基于直流注入法的新型小电流接地故障隔离和定位解决方案研究

10k V配电网小电流接地系统馈电线路单相接地故障隔离和定位解决方案,是近30年来国内外行业专家研究的重点,特别是消弧线圈接地系统单相接地故障隔离和定位解决方案一直是国内外研究的焦点。本文结合国内10k V配电网建设的特色要求,提出了一种基于直流注入法的新型小电流接地故障隔离和定位的解决方案,方案研究结果表明该方案能够自动隔离和定位故障点,能够可靠解决10k V全馈电线路小电流接地故障隔离和定位问题,能够提高配电网接地故障处理的可靠性、快速自愈性,也能够满足我国配电网建设的实用化要求。     

面向森林电气火灾防治的配电线路继电保护方案

林区电力线路故障存在引发森林火灾的风险。分析故障引发森林火灾的类型与成因,指出形成火灾的风险随故障释放能量的增加而增加,及时切除电力线路故障,能够有效地减少火灾风险。针对配电线路相间短路故障,提出了基于前加速动作、后加速跳闸的多级电流保护方案,能够瞬时动作就近切除故障,并在上级保护越级跳闸时通过顺序重合闸恢复上游非故障区段的供电。针对配电线路的单相接地故障,提出了防治森林火灾对接地保护性能的要求,分析了接地保护耐过渡电阻的能力,给出了提高保护耐过渡电阻能力的措施,介绍了能够就近隔离接地故障的多级暂态方向保护及其应用效果。提出的配电线路相间短路与接地保护方案,能够有选择性地快速切除故障,在有效地降低森林电气火灾风险的同时,最大程度地减少故障停电损失。     

A Novel Fault Phase Selection Scheme Utilizing Fault Phase Selection Factors

Abstract—A new fault phase selection method for transmission lines is proposed in this article. First, fault phase selection factors are constructed based on the relationship between the fault current of each phase and the fault current difference of the other two phases at a relay point. By analyzing different characteristics of fault phase selection factors in the case of different fault types, fault phase selection criteria are proposed. Simulation results show that fast and accurate selection of the fault phase can be achieved within a period cycle after fault occurs. Also, it is verified that the method bears a high sensitivity to all types of faults and is immune to the impact of fault resistance, fault inception angle, fault location, load current, and high-voltage DC lines, which makes it relatively reliable. Even when a developing fault occurs, good selectivity is secure with this method. Furthermore, the method provides sufficient sensitivity for phase selection on the weak-infeed side and parallel lines.     

基于故障投诉电话信息的配电网故障定位矩阵粗糙算法

分析目前配电网故障定位存在的问题,根据配电网拓扑结构的特点以及故障定位的矩阵算法,提出利用故障投诉电话信息实现配电网故障定位的新方法以及切实可行的判据。该方法既不需要进行繁琐的计算,大大缩短了故障定位和隔离时间,又保证了客观性,而且在故障投诉电话信息不完备以及配电自动化系统通信失效的情况下,仍能达到快速、准确定位的目的。模拟计算了单电源多出线树状结构的故障定位,结果表明了该算法是可行、有效的。     

基于三相五柱式消弧线圈接地电网的选线研究

分析了三相五柱式消弧线圈的工作原理和单相接地故障时各线路零序测量导纳的特征;结合该消弧线圈的补偿控制特点,提出了针对稳态接地故障的零序导纳增量最大值的接地选线方法;对于电弧性接地故障,利用故障时各线路零序暂态电流的特征,提出了暂态电流互积求和选线法;针对由电弧发展为稳态接地的故障,则综合利用上述两种方法进行综合选线。6kV电网模拟试验和挂网运行验证了该方法的准确性和可行性。     

一种快速的配电网单相接地故障时域测距方法

配电网故障测距技术是保证配电系统安全可靠运行的关键技术。为了及时有效地确定故障位置,研究了一种快速的配电网单相接地故障时域测距方法。首先建立配电线路的单相接地故障等效模型,分析了故障点分别与母线侧和负荷侧故障信息的关系,并建立时域测距方程。然后通过对特定时刻下的线路参数进行分析,简化计算过程,实现快速故障测距。最后利用Matlab对所提方法进行仿真,验证其可行性和有效性。实验表明,所提方法用时较短,具有较高的精度,且不受故障电阻影响,为配电网的单相接地故障测距提供了一种新的思路。     

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。     

一种T形高压输电线路故障测距新方法

对T形线路的故障测距,现有方法都是先判断故障支路,再将3端线路等效成2端线路进行测距。但在T节点附近短路,尤其是经高阻短路时,现有的测距方法由于无法正确判别故障支路而存在一定范围的测距死区。针对上述缺陷,分别假设故障发生在某一支路,由假定正常的2段支路端的电压、电流推算求得T节点电压和注入假定故障支路的电流,从而分别求得3个故障距离。经证明,求得的3个故障距离有且仅有1个在0和对应支路总长度之间,该距离就是真实的故障距离,故障发生在对应支路上。该方法无需事先判别故障支路即可测距,在T节点附近经高阻故障时无测距死区。其测距精度理论上不受过渡电阻和故障类型影响,无需故障前数据,且对滤波无高要求。EMTP仿真结果表明该方法正确、有效,测距精度高。     

电力系统复杂故障算法的研究

本文从故障口边界的一般形式出发 ,综合应用相序参数变换技术和广义戴维南定理 ,详细推导出一种计算电力系统复杂故障中故障端口电流的方法。文中算法采用故障类型导纳参数模型 ,不但解决了任意过渡电阻的故障计算问题 ,还省去了程序实现中根据故障类型存储、检索故障类型导纳参数的步骤 ;相较于阻抗参数模型 ,算法更通用、简便。较好地解决了电力系统中具有任意不对称过渡电阻的简单故障及复杂故障计算的通用性问题。算例表明 ,该方法正确有效     

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。     

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VC++和Matlab混合编程实现电力故障再现及分析系统研究

结合VC 和Matlab各自的优势,提出一种基于两者的混合编程方法并应用于电力故障再现及分析系统,以实现故障波形再现、谐波分析、矢量分析和故障测距等功能。采用VC 实现系统框架和界面的绘制,采用Matlab实现计算和绘图,能充分发挥Matlab计算和绘图方便的优点,并克服了M文件运行依赖Matlab环境的缺陷。简要介绍了将MatlabM文件直接嵌入VC 环境,实现计算和绘图的方法。着重介绍了故障测距算法原理,其采用一种改进的基于微分方程模型的单端测距算法实现。谐波分析采用二次抛物线插值和快速傅里叶变换实现。系统通过对基于COMTRADE格式故障录波文件的分析,以数据、表格和图形的方式综合显示分析结果。结果表明系统有良好的应用效果。