利用电弧特性的并行退火单端测距算法

提出一种基于电弧特性进行单端故障测距的算法.仿真研究和实验室试验都表明,电弧电流过零时电弧电压的梯度出现较大的波动.含有电弧电压在零区梯度信息的指标可以有效地反映故障位置.该文采用并行退火算法可以快速有效地提取出架空线路的故障点.仿真表明算法简单有效.     

应用于架空线路故障的并行退火单端测距算法

电弧闪络在架空输电线路故障中所占比例很高,而大多数的故障测距研究没有考虑到电弧的非线性特性,故提出一种应用于架空输电线路电弧故障的单端测距的算法。该算法用在工程界广为接受的M ayr模型为电弧建模,以计及故障电弧非线性特性引起的电压畸变,并且使用故障点电压积分值信息判断故障位置;在使用故障点电压特征信息基础上,将单端测距问题转化为优化问题,用并行退火算法快速有效地搜索出架空线路的故障点。仿真研究表明,该算法具有较高的测距精度。     

输电线路故障定位中电弧特性的应用分析

基于麦也尔方程,对故障电弧的动态特性进行了仿真分析,结果表明故障电弧在零区内表现为丰富的故障特征, 可以利用其实现精确故障定位。仿真计算表明,考虑故障电弧特性可大大提高输电线路故障定位的准确度。     

基于信息维数和零休时间的电弧故障识别方法

为了检测线路中的电弧故障,提出了一种电弧故障识别算法。测试了常见家用和办公电器在正常运行时的电流波形,以及其所在支路发生碳化路径电弧故障和点接触电弧故障时的电流波形;对电流波形进行了相空间重构,基于分形理论计算了电流相平面图的信息维数,以此作为识别电弧故障的特征量之一;再以电流零休时间作为第二特征量,建立了基于支持向量机的电弧故障识别模型。实测数据的仿真结果表明:所提出的算法能有效地识别出电弧故障,可以为发展新型的具有故障定位功能的电弧故障断路器提供参考。     

故障电弧特性及在线故障定位中的应用

应用实验方法及电弧动态方程研究故障电弧特性,得到了电弧电压零区的一些特征,据此提出了一种输电线路故障定位方法,它仅需要线路单端的测量数据,并可排除故障电阻及电弧等效电抗、线路参数不对称、发展性故障等的影响。仿真计算表明该法是可行的。     

高压输电线路电弧故障检测与定位最小二乘法新解

根据长电弧电压电流波形 ,建立了电压方波电弧的理想电压 -电流转移特性曲线和对应的电弧等效模型。对于单相接地短路故障给出了故障相电流故障分量与故障边界电流同相位的结论 ,并提出了利用高压输电线路单侧电压电流采样值和最小二乘技术对短线路及中长线路电弧故障进行检测与定位的一种时域新方法。大量故障测距数字仿真实验表明该测距算法具有较高的测距精度。     

高压输电线路电弧故障单端定位时域法新解

根据长电弧电压电流波形,建立了电压方波电弧的理想电压－电流转换特性曲线和对应的电弧等效模型,对于单相接地和两相短路故障,给出了故障相电流故障分量与故障边界电流同相位的结论,并提出了利用高压输电线路单侧电压电流采样值对输电线路短路故障进行定位的一种时域新方法。大量故障测距数字仿真实验表明该测距算法具有较高的测距精度。     

间歇性电弧接地故障建模分析

在小电流接地系统中间歇性电弧接地故障普遍存在,建立准确的电弧模型是研究这类故障特征的基础。本文首先介绍了改进的"控制论"电弧模型,可以通过控制弧长有效地模拟不同情况下的电弧发展过程。将其应用于间歇性电弧接地故障的仿真研究,提出一种通过比较不同条件下稳定燃弧电压、空气耐受电压与系统恢复电压的熄弧燃弧判据。在PSCAD平台上搭建了典型10kV配电网仿真模型,分析了不同电弧模型参数对间歇性电弧接地故障特征的影响。仿真与实测结果说明了电弧模型的有效性以及所提判据的可行性。     

中性点经消弧线圈接地配电网弧光高阻接地故障非线性建模及故障解析分析

中性点经消弧线圈接地配电网弧光高阻接地故障是目前配电网单相接地故障选线、检测的难点,故障点长时间存在极易引发山火、人身触电等恶性事故。现有研究未考虑零输入响应对故障状态方程的影响,尚无考虑电弧非线性的故障状态方程解析求解方法。针对该问题,该文建立零输入?零状态的完备非线性弧光高阻接地故障模型,采用电弧分段线性化,求解给出欠阻尼和过阻尼两种情况下故障零模电压、零模电流的解析表达式。算例仿真验证了非线性故障状态方程解析解的正确性,为后续的故障检测算法研究提供了理论基础。     

同塔双回线电弧故障单端测距算法

高压输电线路的短路故障多伴随有电弧,针对目前众多故障定位算法中没有考虑过渡电阻的非线性特性的现状,提出了一种使用单端电气量进行故障测距的算法,该算法首先将耦合双回线解耦为同向量和反向量,根据反向量序网两端电压为零的特点,仅利用单侧电流推导故障点处的电压和电流,然后根据电弧故障电压、电流的转移特性构造测距方程,并利用最小二乘方法求解,实现故障测距。该算法使用了最小二乘方法得到故障距离,不需要输入对端系统等值阻抗,从理论上保证了该算法具有较高的测距精度。该算法理论分析简单,电磁暂态程序ATP仿真结果表明该测距算法有效、精度高。     

计及线路阻抗与负荷影响的不平衡配电网电压消弧方法

在单相接地故障和接地故障消弧的分析中,通常假设配电网是三相平衡的。已有的消弧方法在对地参数和负载不平衡的配电网单相接地故障时消弧效果不佳。针对上述问题,提出一种计及线路阻抗和配电网参数不平衡的电压消弧方法。分析考虑配电网参数不平衡和线路阻抗的配电网等效模型,推导出精确电压消弧指令值,通过故障前后各注入一次电流计算电压指令值,有源消弧装置调控零序电压至该指令值从而抑制故障点电压、电流为0。为了避免任意注入电流引起故障电流增大,将传统电流消弧作为电压消弧的过渡能有效补偿故障电流。通过和已有考虑线路阻抗电压消弧方法、忽略线路阻抗电压消弧方法对比,仿真结果表明,在不同的不平衡度、故障位置和接地电阻下,所提方法消弧性能最佳。     

配电网单相接地故障的柔性熄弧装置

现有柔性熄弧方法仅利用有源逆变器控制故障点电压为零,熄弧电源容量高达50 kVA,且体积较大。针对这一问题,在电压熄弧的基础上,提出了功率源转换与有源逆变器结合的柔性熄弧方法。在配电网发生单相接地故障时,通过功率源转换将中性点电压反相钳位到接近于故障相电源电压,偏差电压的幅值和相位通过有源逆变器进行精确补偿,使故障点电压远小于熄弧电压,实现快速熄弧。在利用Matlab/Simulink对传统消弧线圈的仿真基础上,仿真了仅投功率源转换、功率源转换结合有源逆变器的柔性熄弧方法在各工况下的运行特性。通过10 kV真型配网实验场,验证了该方法的有效性。结果表明该柔性熄弧装置可以有效降低故障点电压,实现快速熄弧,大大降低有源逆变器的容量。     

配电网单相接地故障柔性自适应消弧新方法

针对已有消弧柜和柔性电压消弧技术未考虑故障线路阻抗压降问题,提出基于故障点处电压抑制的配电网单相接地故障柔性电压消弧新方法.通过2次注入补偿电流计算中性点至故障点压降,再调控零序电压至该压降,将故障点处电压抑制为0.为防止2次注入任意电流导致接地故障电流增大的问题,提出将柔性电流消弧法作为柔性电压消弧新方法投入前的过渡...     

矿用电连接器串联型故障电弧诊断方法研究

为提高煤矿井下供电系统的可靠性,在不同电压、电流、功率因数、环境相对湿度条件下,开展了因机械振动引发的串联型故障电弧模拟实验。分析了不同实验参数对故障电弧的影响;提取串联型故障电弧相邻五周期电流信号中的过零点数、归一化后的方差、协方差构成特征向量;建立了基于随机森林分类算法的串联型故障电弧诊断模型,以正常运行及故障电弧电流信号的特征向量构成训练样本和测试样本作为随机森林模型的输入,对样本进行分类,进而诊断是否发生串联型故障电弧。结果表明,该方法能够有效地实现矿用电连接器串联型故障电弧的诊断。     

基于快速短接故障相母线熄弧装置的故障区段定位方法

快速短接故障相母线熄弧装置的基本原理是在系统发生单相接地时,迅速在站内将故障相母线金属性接地以限制故障相电压,从而实现熄弧。在配置有快速短接故障相母线熄弧装置的中性点不接地系统中,考虑原故障点消除与原故障点未消除两种情况以及过渡电阻的影响,深入对比分析熄弧装置动作前后故障路径与非故障路径零序电流幅值与相位变化特征差异,结合馈线终端设备,提出利用零序电流幅值比及相位偏移辨识故障路径,实现就地快速故障区段定位,并对定位流程进行设计。利用ATP软件进行不同故障状态下的仿真,仿真结果验证了所提定位方法的正确性。     

基于零序电压分布特征的小电流接地故障测距初探

故障测距能够大大提高故障巡线与修复速度,但现有配电网小电流接地故障测距技术存在经济性较差的问题。为此,提出一种基于零序电压分布特征、可在现有配网自动化系统上实现的小电流接地故障测距方法。首先,利用小电流接地故障分布参数等值电路,验证零序电压分布特征作为故障测距判据的可行性。其次,在故障区段已知的基础上,利用配网自动化系统获取有限检测点的故障零序电压信息,并通过函数拟合得到故障点上、下游区段的零序电压分布函数。最后,求解两区段零序电压分布函数的联立方程组,得到故障点位置。仿真和现场数据的测试结果表明,该方法的测距精度较高,且可以利用现有设备实现,具有良好的经济性。     

基于样本熵的单相接地故障区段定位的研究

提出一种基于测得的零序电流计算样本熵值的单相接地故障区段定位的方法。该方法在检测各个点的零序电流值的基础上,通过求得各个点的样本熵值,进一步计算得到相邻两点样本熵值差值的绝对值来比较,最后根据差值绝对值最大的两点对应的区段确定故障发生区段。采用ATP搭建上述单相接地故障的仿真模型,重点研究经消弧线圈接地的情况。通过大量的ATP实验表明,在不同的初相角和不同接地电阻情况下,该方法均可以有效确定故障区段位置。     

中性点经小电阻接地风电场集电线路单相接地故障测距研究

风电场集电线路呈现多分支、多电源接入的形态。线路发生单相接地故障后,不同分支上风机依据感受到的电压降的不同而自动投入不同的低穿控制策略,从而会导致输出不同的分支电流,使得基于阻抗原理的测距方法失效。该文巧妙地利用风机箱变高压侧采用三角形接线的现实,无零序电流回路,提出基于故障区段逐次搜索的单相接地故障测距方法,并引入描述故障点弧光接地的对数电弧模型,实现了较高的测距精度。仿真算例和实际案例数据验证了算法的有效性。该算法可同时求解得到故障点电弧的长度,为后续的故障类型辨识奠定了基础。