配电系统接地故障检测的一种新算法

针对小电流接地系统中单相接地选线的方法,提出了一种新的适用于中性点不接地或非直接接地配电网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零模量和暂态电流零模量计算而得到的暂态阻抗,其中暂态电压零模量和暂态电流零模量是在暂态主周期计算而得.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Matlab/Simulink进行了仿真,并模拟了三种不同故障条件下的仿真过程,结果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的整定值的确定.     

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。     

基于暂态电流的小电流接地系统故障选线

针对基于工频电压和电流信号的传统继电器灵敏度不高的问题,提出一种新的基于暂态电流差分算法的接地故障检测方法,适用于中性点不接地或非直接接地配电系统.该方法计算每一路馈线的暂态残余电流,然后利用其差分因子实现接地故障的检测.利用MATLAB/Simulink仿真,并模拟3种不同故障条件下的过程,验证了该方法的可行性.     

基于线电压和零模电流的小电流接地故障暂态定位方法

为解决配电网小电流接地故障时故障点定位困难的问题,提出一种基于线电压和零模电流暂态分量的故障定位新方法。该方法借助馈线自动化(feeder automation,FA)系统实现,不需要额外增加设备。馈线终端检测线电压和零模电流信号,利用暂态线电压的希尔伯特变换与暂态零模电流的乘积计算故障方向参数,FA主站根据故障点前后方向参数极性相反的特征确定故障点所在的线路区段。介绍基于线电压的小电流接地故障检测和接地故障相确定的算法。数字仿真与试验结果表明该方法是正确可行的。     

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。     

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。     

小电流接地系统故障检测选线的一种新算法

提出了一种新的基于暂态零模量电流差分算法的接地系统故障检测方法,适用于中性点不接地或非直接接地的配电系统。该方法是计算每一路馈线的暂态电流零模量值,然后利用其差分比率,实现接地系统故障的检测。利用Matlab/Simulink进行仿真,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。     

检测暂态零模电流相关性的小电流接地故障定位方法

提出了一种利用暂态零模电流的馈线自动化系统小电流接地故障定位新原理:故障点前非故障区段两侧馈线终端装置(FTU)检测到的暂态零模电流波形相似,相关系数接近1;故障区段两侧FTU检测到的暂态零模电流初始极性相反,波形差异很大,相关系数接近0。通过求取相关系数最大值,避免FTU数据采集不同步引起的计算误差。数字仿真与静态模拟实验证明了所提出的故障定位方法是正确、可行的。     

基于暂态信息的小电流接地故障区段定位

提出一种适用于配电系统架空线路的小电流接地故障区段定位新方法。该方法利用故障暂态电压、电流特征频段内分量计算无功功率,根据故障点前后暂态无功功率方向的不同确定故障区段。在故障信息不易获取的检测节点处,提出利用电磁场感应获取故障暂态信息的方法,通过测量架空线路下方垂直地面方向电场获取小电流接地故障暂态电压信息,测量水平方向磁场获取故障暂态电流信息,详细阐述了最佳检测点的计算思路,并以一典型10kV架空线路为例验证了该方法的可行性。最后阐述了利用该方法实现故障区段定位需要解决的若干关键问题。     

变电站接地网暂态建模方法

为提高接地网暂态模型计算效率及建模灵活性,保证其计算精度,基于场路结合思想推导了接地网暂态建模及数值计算方法。该方法有效计及了接地导体间电磁互耦作用,可准确计算接地网不同频率电流及冲击电流作用时的暂态响应。采用该方法对接地网不同频率电流作用下的接地阻抗进行了仿真计算,并对接地网雷电流作用下暂态电位分布进行了计算,绘制了三维电位分布图。经与电磁场模型计算结果及接地网现场暂态电位分布试验结果对比,验证了模型的正确性。     

基于暂态零模电流近似熵的小电流接地故障定位新方法

提出一种通过计算暂态零模电流近似熵确定小电流接地故障区段的新方法.该方法以故障点两侧暂态零模电流波形差异较大为基础,分别求取沿线各检测点暂态零模电流的近似熵.健全区段两端暂态零模电流近似熵基本相同,其近似熵之比接近1;故障区段两端暂态零模电流近似熵差异大,其近似熵之比(数值小的与数值大的之比)最小,利用此特征可以确定故障区段.该方法数据传输量小,各检测点不需要精确时间同步.最后通过仿真和现场试验验证了该方法的正确性.     

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。     

馈电开关用电弧性单相接地保护方法的研究

分析了电弧性接地故障时零序电压和零序电流暂态分量的特征,以及现有基于零序暂态分量分析的接地选线方法应用在馈电开关单相电弧性接地保护中存在的问题。提出了一种基于稳态零序电压和暂态零序电流首半波积分的馈电开关用电弧性接地保护新方法。该方法只需测量本馈电开关所载线路零序电压和零序电流,且不需计算暂态零序电流频率。经6 kV实验电网多次模拟实验证明,该方法具有采样频率低、计算简单、判断准确的特点,可以有效解决现有馈电开关保护中电弧性接地故障动作不准确的问题。     

零模复合导纳法配电网单相接地故障选线与定位

提出一种基于零模复合导纳的小电流接地故障暂态方向保护新方法。在特征频段内（SFB）,利用单一频率零模无功功率与整个频段内同频率零模电压与零模电流产生的无功功率代数和的比值作为该频率下零模导纳的加权系数,对整个频段内的单一频率零模导纳进行加权积分作为零模复合导纳。通过计算零模复合导纳的相角确定故障方向,实现接地保护。根据故障方向的不同可进一步实现故障选线与定位。最后利用仿真和现场数据验证了所提方法的正确性。     

零模复合导纳法配电网单相接地故障选线与定位

提出一种基于零模复合导纳的小电流接地故障暂态方向保护新方法.在特征频段内(SFB),利用单一频率零模无功功率与整个频段内同频率零模电压与零模电流产生的无功功率代数和的比值作为该频率下零模导纳的加权系数,对整个频段内的单一频率零模导纳进行加权积分作为零模复合导纳.通过计算零模复合导纳的相角确定故障方向,实现接地保护.根据故障方向的不同可进一步实现故障选线与定位.最后利用仿真和现场数据验证了所提方法的正确性.     

大型接地系统中暂态电压的计算机分析

提出了一种对埋地和地上接地导线网进行暂态分析的计算机模型。该模型基于电磁场理论和修正的镜像原理,通过与现场测量值的比较证明了其有效性。模型可用于计算大型接地网导线的远距接地暂态电压,同时还可以计算纵向电流及泄漏电流、暂态阻抗、电磁场和暂态感应电压。建立这种模型是为了对与接地系统连接的电气与电子系统的电磁兼容和避雷装置研究提供帮助。     

暂态能量法原理选线

定义了零序暂态能量和单相暂态能量。提出了暂态能量作为单相接地故障选线的新判据。该方法与以往的选线判据不同,它是以电气的暂态量而不是稳态量作为计算判据依据。所以不论是稳定的单相接地,还是暂态单相接地都适用。并且根据接地电阻的大小选择不同的暂态能量算式。故可判断金属性接地故障和高接地电阻接地故障。先监测中性点电压的大小。然后根据暂态能量的大小和方向判断故障线路。通过Matlab仿真软件在不同电压等级电网进行大量各种接地电阻单相接地故障仿真运算,证明选线效果良好。     

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。     

基于暂态零模功率的小电流接地故障定位方法研究

针对小电流接地系统(NUGS)发生单相接地时,故障区段两侧的暂态零模功率初始极性相反、波形差异大,非故障区段两侧的暂态零模功率初始极性相同、波形差异小这一特征,对现有基于暂态零模功率相似性的定位方法进行了实用化改进,提出了相关系数阈值的自适应确定方法。大量的ATP-EMTP仿真表明,该故障定位方法准确可靠,具有不受电压初相角、接地电阻和中性点接地方式的影响等优点。     

单相接地故障零模暂态特征的仿真分析

提出了一种基于线路分布参数的小电流接地系统的高精度故障模型,用于分析单相接地故障产生的暂态信号特征及进一步完善基于暂态信息的小电流接地故障选线判据。该模型采用一带有6回10kV架空出线的110kV变电所,利用电磁暂态程序EMTP对不同的故障情况进行了全面的仿真和分析。通过分析仿真数据,得到了如下主要故障暂态特征:特征频带(SFB)内,所有健全线路阻抗和故障线路检测的背后阻抗均呈容性;暂态零模电流频率较为集中,主谐振频率位于SFB内;特征频带内,故障线路零模电流幅值比健全线路大,且极性相反。对由于中性点装设消弧线圈、过渡电阻不同、故障点位置不同以及故障初始角不同对故障暂态的幅值特征和相位特征产生的影响也一并做了讨论。