基于改进EMD与关联维数的谐振接地故障选线方法研究

为解决谐振接地系统故障选线不准确和不实用的问题,提出了一种基于改进经验模态分解(EMD)与关联维数相结合的选线方法.采用改进的镜像延拓方法对传统EMD进行改进.将改进EMD方法应用于零序电流分析中,对分解得到的本征模态函数(IMF)中高频分量占比较高的前3个相加作为对应线路的特征频段.使用自相关法和改进的Cao法确定各...     

谐振接地系统故障选线方法

介绍各种谐振接地系统故障选线方法的基本原理、适用范围和存在的不足。     

基于自适应多尺度形态学和CEEMD的谐振接地故障选线研究

为解决小电流谐振接地系统的故障选线不准确的问题,提出了一种基于自适应多尺度形态滤波和互补集合经验模态分解(CEEMD)相结合的选线方法。利用自适应形态学滤波方法可以有效地抑制电力系统故障过程伴随的宽带白噪声和孤立脉冲噪声。去噪后通过比较故障线路与非故障线路经CEEMD分解和希尔伯特黄变换(HHT)的特征分量一阶差分极性与相位进行选线。与经验模态分解(EMD)和集成经验模态分解(EEMD)相比,CEEMD能够更好地减小模态混叠的影响,同时减小分解误差。在MATLAB仿真软件中,对不同故障位置、过渡电阻、故障初始角进行分析,对上述方法进行了验证。大量仿真表明,该方法不受初始故障角、故障位置及过渡电阻的影响。     

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...     

基于馈线零序阻抗特性的谐振接地故障选线方法

谐振接地配电网发生单相接地故障后,健全线路的零序阻抗在最小串联谐振频率以下的各频段呈电容特性;故障线路的零序阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。依据这一现象,提出一种基于馈线零序阻抗特性的故障选线方法。通过低通和带通数字滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流的高频分量和低频分量,并分别对母线零序电压的高频分量和低频分量求导。由于容性线路的电压导数与电流的比值为定值,故母线零序电压导数与健全线路零序电流的比值在高频段与低频段相等,其实际差值近似为0;母线零序电压导数与故障线路零序电流的比值在高频段与低频段不等,其差值较大,据此构成故障选线判据。理论分析和仿真结果表明,该方法选线准确、可靠且适应性强。     

谐振接地电网故障选线相关分析法

对于谐振接地电网,发生故障前,故障馈线与健全馈线零模电流中的不对称分量具有较强的相似性,它们之间的互相关系数会受到不对称分量的影响.对各线路故障零模电流,用故障发生之后第1个周期采样数据对应减去故障发生前1个周期采样数据,得到零模电流的纯故障分量.提出一种基于零模电流纯故障分量的相关分析选线方法,对各馈线故障零模电流的纯故障分量在一定数据窗下进行综合相关度分析,选择最小的综合相关系数对应的馈线为故障馈线.该选线方法具有较强的抗电弧接地能力,能有效地克服系统不对称的影响.理论分析及仿真结果表明,该方法选线结果准确、可靠.进一步提高了选线保护的裕度.     

基于EEMD和能量法的谐振接地配电网故障选线研究

提出一种基于集合经验模态分解（EEMD）的谐振接地配电网暂态量选线新方法。提取故障发生后各线路1／4周期暂态零序电流作为数据窗长度,用EEMD将1／4周期暂态零序电流分解为有限个固有模态函数（IMF）分量和一个剩余分量 r;将每条线路的IM F分量与原始信号做相关分析,选出与原始信号相关程度最大的前3个IM F分量作为暂态零序电流特征IM F分量,计算特征IM F分量和剩余分量的能量和作为线路的固有模态能量;计算各线路的固有模态能量权重因子,比较能量权重因子的大小选出故障线路。为了判断母线故障,选出能量权重因子最大的前3条线路做进一步比较。该方法利用暂态量,不受消弧线圈影响,可以同时适用于中性点不接地和谐振接地配电网,而且针对故障条件比较苛刻的高阻接地和小角接地故障同样适用。MATLAB仿真验证了方法的正确性。     

近似熵在谐振接地系统故障选线中的应用

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的故障相暂态分量的频谱分布具有明显差别。近似熵作为一种衡量时间序列复杂度的方法,在非平稳信号分析方面具有独特的优势。据此探讨了近似熵(approximate entropy,Ap En)作为谐振接地系统故障选线判据的可能性与适用性。利用Matlab建立了故障仿真模型,考虑故障角、接地电阻、故障距离等故障条件,通过对含噪声环境、采样不同步以及不同消弧线圈补偿度等情况下的仿真,证明了近似熵作为一种选线判据的可行性。     

基于连续小波变换与改进ResNet的谐振接地系统故障选线新方法

为解决谐振接地系统选线可靠性不高的问题,提出一种连续小波变换与改进残差神经网络(ResNet)相结合的谐振接地系统故障选线新方法。对捕获的各馈线零序电流进行连续小波变换得到二维时频图,作为网络输入量,以ResNet18为基本主干网络构建选线网络。仿真实验结果表明,该方法指标评估结果更优,在噪声干扰下,选线精度可达97.84%,具有精度高、收敛速度快、鲁棒性强等优点。     

基于GA-BP改进算法的配电网接地故障选线方法

针对采用单一故障信息的配电网接地故障选线方法存在的缺陷,提出一种基于遗传算法(GA)改进BP神经网络的融合选线算法。该算法分别采用5次谐波法、有功分量法和暂态能量法从零序电流信号中提取5次谐波分量、有功分量、暂态能量作为故障特征,并定义其故障程度,然后将这些故障程度作为模型的输入,利用故障稳态与暂态信息对接地故障不同的判别能力,并通过GA优化BP神经网络的权值和阈值,避免神经网络陷入局部极值,使得选线模型达到较高的精度。仿真结果表明,在采用真实录波数据作为样本的情况下,所提改进算法比BP神经网络算法的选线精度更高,满足配电网单相接地故障选线精度要求。     

基于多次重判断技术的谐振接地系统选线新方法

针对谐振接地系统单相接地故障频繁发生且选线较困难的现状,提出基于多次重判技术的选线新方法.该方法融合了两种基本的选线方法,即零序电流比相法和残留增量法,通过调节消弧线圈的电抗值对选线结果进行多次重判,选出故障馈线.通过EMTP仿真分析以及实际实验证明:该方法对故障馈线的判断非常准确,并具有较高的鲁棒性.     

基于残流增量法的谐振接地系统单相接地故障选线

文章详细介绍了残流增量法的装置结构和基本原理。该方法通过控制与消弧线圈并联或串联的电抗器,在故障发生后改变消弧线圈的补偿度,利用调节前后的各条线路零序电流的变化量确定故障线路及故障区域。文中对残流增量法的选线策略进行了改进处理,对一、二级线路发生单相接地故障的情况分别进行了分析,并给出了合理的选线流程。该方法不仅能够确定一级变电站的故障线路,而且能够在一级变电站与二级变电站(或开闭站)之间的辐射状线路上确定故障区域。     

基于S变换和可信度决策的谐振接地系统故障选线新方法

为了解决配电网谐振接地系统发生单相接地时故障选线效果欠佳的问题,本文提出了一种基于S变换和可信度决策融合的谐振接地系统故障选线新方法。论文利用S变换强大时频分析能力提取各条线路的复时频矩阵,通过可信度决策融合各条线路幅频矩阵综合相关系数和暂态能量参数两种判据,从而实现自适应地进行故障选线,提高单一选线方法的准确性和灵敏性。本文利用EMTP / ATP软件搭建了10kV配电网混合线路仿真模型,仿真结果表明该方法能够较好融合多种特征量,受中性点接地方式、故障位置、故障电阻、故障初始角、网络结构的影响较小,且判据裕度较高,在不同补偿度下均具有较高的选线准确率。     

基于改进熵权法的调度端小电流接地选线方法

随着城市电网电缆线路比例加重及消弧线圈投入使用,谐振接地系统发生单相接地故障时面临着选线难度大、选线时间长、容易造成大量供电服务和安全风险问题。文中提出一种基于改进熵权法的调度端小电流接地选线方法。首先,分析了小电流接地系统的接地现象,结合实际运行经验提出了适用于调度主站端的3种选线判据,并通过改进熵权法进行合理的融合;然后,提出了针对谐振接地系统的动态补偿法并制定相应选线流程;最后,在成都地调主站端D5000系统上部署该选线方法并进行长时间实际运行验证。结果表明,该方法效果显著,解决了调度端谐振接地系统选线难题,单相接地平均故障处理时间减少了95%,有效提高了单相接地故障处置速度和准确性,具有较好的应用推广价值。     

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。     

基于原子分解的谐振接地系统自适应故障选线方法

快速准确地选出故障线路对电网安全稳定运行有重大意义,鉴于此,分析了小电流接地系统发生单相接地故障时的暂态特征,并针对目前采用暂态量的故障选线方法的不足,将原子分解法应用到故障暂态零序电流的分析中。提出了基于粒子群优化算法(PSO)改进原子分解法的自适应选线算法,通过引入原子分解能量熵和衰减直流分量放大系数,计算暂态电流中衰减直流分量和自由振荡分量的能量比,从中选择最优的暂态信息用于选线。经MATLAB仿真表明,当故障合闸角≥45°时,利用各线自由振荡分量的特征能有效选线,在故障合闸角45°或过渡电阻≥100?故障情况下,均可利用各线衰减直流分量的特征实现故障选线,同时,该方法可以有效识别母线故障,表现出了一定的自适应性和较强的鲁棒性。     

基于高低频段暂态信号相关分析的谐振接地故障选线方法

针对谐振接地系统在相电压过零点附近发生单相接地故障时选线灵敏度不足的问题,提出一种基于高低频段馈线零序电流与母线零序电压导数的相关分析故障选线法。系统故障后健全线路的阻抗在高低频段均呈电容特性,而故障线路的阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。由此可知,健全线路零序电流与母线零序电压导数的相关系数在高频段和低频段相等,其差为零;故障线路在低频段含有衰减直流分量,该频段内零序电流与母线零序电压导数的相关系数很小,而高频段的相关系数数值较大,两者差值较大。根据这一特点构成故障选线判据。该方法物理意义明确,能提高相电压过零点附近的选线灵敏度,在其他故障状态下也能准确选线。大量仿真结果验证了该方法的有效性。     

谐振接地系统中电阻选线的原理及应用

文章分析了谐振接地系统单相接地故障的特点及现在普遍采用的接地选线方式,提出了系统在单相接地故障时,瞬时投入并联中电阻选线的新方法,并在实际运行中获得良好的效果。     

谐振接地系统两点同相接地故障暂态特征及选线

针对配电网两点同相接地故障选线准确率低的问题,依据零序电流和零序电压的暂态特性,提出一种适用于谐振接地系统两点同相接地故障的选线新方法。首先,建立并简化两点接地故障等效零序网络,推导各线路零序电流暂态量和母线零序电压暂态量的关系式,分析得到两点同相故障的暂态特征。其次,通过函数拟合得到各线路的零序对地分布电容和故障过渡电阻,利用故障线路过渡电阻远小于健全线路的特征,并结合线路始端零序电流暂态量与纯容性电流暂态量的差值大小,形成选线判据。最后,分别对不同工况下的两点同相接地故障进行了仿真,结果表明所提方法可准确同时选出2条故障线路,且适用于高阻故障。     

仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。