配网线路单相接地故障定位的研究与应用

开发一种配网线路单相接地故障定位仪,用于10~35kV配网线路故障停电后定位故障接地点,以快速查找配网故障设备,减小配网线路检修工作强度,提高配网供电可靠性和电力企业经济、社会效益。     

基于故障暂态信号及其衰减特征的配网单相接地故障测距

提出基于故障暂态信号及其衰减特征的单相接地故障测距法,利用中性点非有效接地系统单相接地故障时非故障相电压升高引起的线路电容充电暂态信号及其衰减特征,自适应确定暂态信号有效区段并计算故障距离.该方法可充分利用故障暂态信息.分别利用实小波、复小波和S变换法提取充电信号特征并计算故障距离,对比和仿真表明,S变换法提取故障暂态特征效果最好,所提方法只需单端测量,利用了暂态信号幅值大的优点,可有效解决故障电阻较小时的单相接地故障测距问题,受故障距离、故障电压初相角及噪声的影响小.     

基于五次谐波和小波重构能量的配电网单相接地故障的选线方法研究*

对配电网经常发生的单相接地短路故障,因为故障点电流非常小,很难通过五次谐波幅值比较来准确地判断故障线路。提出了五次谐波和小波包能量相结合的方法。利用小波包对各线路的零序电流的五次谐波进行三层小波包分解,对第三层重构系数进行能量计算求出总的能量值。通过比较各线路零序电流五次谐波的能量值判断出故障线路。搭建了10 kV中性点经消弧线圈接地的小电流单相短路接地系统的仿真模型,结果表明五次谐波与小波包能量结合的分析方法能够准确地进行故障选线。     

基于改进线路参数模型的配网电缆单相接地测距方法

基于构建的考虑多阶距离无穷小的配网电缆分布参数数学模型,提出一种基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距方法。该方法利用线路两端的电压、电流同步故障信息来定位配网电缆单相接地故障,通过最小二乘法和搜索法的仿真结果比较,选择测距精度更高的搜索法来作为测距方法。搜索法是在整条线路上从两端搜索计算零序电压值误差最小的对应距离,该距离即为实际故障距离。仿真结果表明,所提测距方法具有较高的测距精度,并且不受中性点运行方式、采样窗口、过渡电阻和故障位置的影响。     

基于同步量测大数据的配网单相接地故障检测及定位方法

随着智能电网、配网自动化及广域量测系统的不断发展和完善,配电网产生了海量表征其运行状态的数据,为其单相接地故障检测定位提供了新的挑战。基于随机矩阵理论对配网大数据矩阵进行分析,首先用节点电压数据构造高维数据矩阵;然后用圆环律和平均谱半径进行故障检测;最后在检测到故障发生时,通过增广矩阵构造和配网结构相结合进行故障区域定位。仿真分析通过80节点配网模型的单相接地故障验证了所提方法的可行性。     

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。     

一种基于谐波小波的单相接地故障选线方法

为了提高配电网单相接地故障选线方法的精度和鲁棒性,重点分析了谐波小波的表达式及谐波小波变换算法,在这基础上提出了一种基于谐波小波的单相接地故障选线方法。该方法首先在线路出口处并联谐振滤波装置,改变线路出口处的特征阻抗,然后将采样到的故障信号运用谐波小波变换算法完成对暂态电流特征频带内电流成分提取,最后通过比较特征频带内暂态电流能量幅值及能量衰减系数实现故障选线、选相。仿真实验表明该方法选线精度高而可靠,具有较高的工程应用价值。     

基于5次谐波与导纳不对称度的配电网单相接地选线方法

配电网发生单相接地故障后,故障线路与非故障线路三相对地参数的不对称程度存在显著差异。基于该特征差异定义了线路故障后的导纳不对称度参数,提出了一种运用导纳不对称度参数作为判据的故障选线方案。该方案配合5次谐波原理,解决了中性点经消弧线圈接地系统故障线路与非故障线路故障差异消失的问题,使该判据适用于不同类型的系统。理论分析以及PSCAD仿真结果表明:该方法无需设置动作门槛,灵敏性较高,且导纳不对称度参数抗过渡电阻能力较强,可作为现有选线判据的有效补充。     

基于多源信息的配网单相接地定位研究与应用*

针对配网单相接地故障区段定位困难问题,通过理论分析提出了基于相电流、零序电流突变的研判方法。利用不同配电自动化终端的采样特性,综合多设备的遥测量,实现配网线路单相接地的精准定位。将相关方法应用于配网单相接地故障研判,在不增加监测装置的条件下有效提升了故障处置效率,结果验证了所提故障定位方法原理简单、定位速度快、准确率高。     

基于RLC模型参数辨识的配网电缆单相接地故障的单端时域测距方法

提出了一种基于RLC模型的配网电缆单相接地故障的单端时域测距方法。该方法利用配网电缆单相接地故障后的暂态信息并结合故障状态网络与零模网络,建立时域测距方程,实现故障测距,且对过渡电阻及其两侧的等值对地电容进行了辨识求值。该算法避免了故障后消弧线圈补偿使得稳态残流微弱、过渡电阻、故障初始角及中性点运行方式等因素对测距精度的影响。大量的EMTP数字仿真结果验证了该算法的正确性,且具有较高的测距辨识精度。测距平均误差在10 m内,最大相对误差小于0.113%,计算过渡电阻的最大相对误差小于1.637%,满足实际工程应用需求。     

基于多故障特征量提取的配电网单相接地故障类型识别

对配电网发生的故障进行准确的在线识别,有助于快速处理故障。提出一种基于多故障特征量提取的配电网单相接地故障类型识别方法。首先,从故障持续性、过渡电阻大小、故障点燃弧性质3个特征对单相接地故障进行多特征分类。然后,将小波多分辨率分析与数学形态学相结合,提取故障相电压的暂态脉冲信号,并由其识别故障暂态产生次数,判断故障持续性;由故障后的中性点电压偏移量,估算过渡电阻大小;提取故障相电压的总谐波畸变率,判断故障点是否存在燃弧现象。最后,依据以上故障特征量,提出配电网单相接地故障总识别流程,并通过仿真验证了该方法的可靠性。     

基于配电网单相接地故障分区的中性点智能电阻接地方法

配电网经小电阻接地方式存在高阻死区,对人身安全、供电可靠性、电网安全皆有一定影响。为了解决小电阻接地方式存在的问题,提出了一种基于单相接地故障分区的配电网智能电阻接地方法。该方法根据电网中性点位移电压及故障线路电流变化将故障分区,在高阻故障区采用双增量启动,快速选线切除故障;在中、低阻故障区采用不同的延时处理,使瞬时性故障恢复,提高配电网的供电可靠性和人身及电网的安全性。开发的装置经试验证明,其具有5 000Ω的高阻识别处理能力,能使达65A电流幅值的瞬时性故障恢复,并能准确判断及切除永久性故障。相比小电阻接地方式,智能电阻接地能够有效提高人身安全、电网安全和供电可靠性。     

基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理

针对中性点非有效接地配电网单相接地故障处理难题,提出一种基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理方案。自动化系统由变电站内的故障相接地熄弧选线装置和配置于馈线开关的故障相接地启动保护装置构成。通过采用故障相接地手段实现单相接地故障的可靠熄弧,利用故障相接地断开前后的零序电压和零序电流变化特征实现永久性单相接地故障选线、选段、隔离和健全区域供电恢复。通过对故障相接地断开前后系统零序电压和零序电流的变化规律分析,构造了基于故障相接地断开前后基波零序电流比值的单相接地选线和选段判据。讨论了单相接地故障处理启动判据、故障相接地断开时刻感知、故障相接地断开前中性点中电阻投入必要性等关键技术问题。结合实例对所提出的单相接地故障处理过程进行了说明,并开展了实验验证,结果表明了所提出方法的可行性和有效性。     

一种基于图像的配电网单相接地故障选线方法

文中针对中性点经消弧线圈接地引起故障电流微弱,故障特征不明显,导致谐振接地系统发生单相接地故障时选线速度慢、选线困难等问题,提出了一种基于图像的配电网单相接地故障选线方法。该方法获取各馈线故障零序电流,通过连续小波变换(CWT)得到CWT系数矩阵,将系数矩阵生成RGB图像;然后,通过感知哈希算法计算正常馈线与故障馈线生成RGB图像之间的汉明距离,以汉明距离判断各RGB图像之间的差异,进而确定故障馈线;最后,对比了基于皮尔逊相关系数选线方法和基于EMD分解零序电流高频分量选线方法,结果表明所提方法应用于谐振接地系统中选线速度快,且不受故障电阻、故障位置、故障初始相角等因素的影响。     

基于相电流有效能量循迹法的配电网单相故障定位

配电网单相故障定位问题一直是研究热点与难点之一。文中针对放射状配电网,首先理论分析了单相故障情形下故障相电流高频暂态分量呈现出的一般性分布特点,找出了该分量在配电网中的主要流通路径;进而借助小波变换定义并提取了各馈线首端测量相电流的暂态有效能量,并设计了基于有效能量循迹法的单相接地故障定位判据;最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建了某地区实际配电网模型,仿真测试并验证了定位判据在不同故障严重程度、过渡电阻、中性点接地方式及配电网参数等工况下的适应性。     

含同母线环路的配电网单相接地故障特征及选线

现有小电流接地故障选线方法均以辐射状线路为基础,特定情况时将出现同母线环路供电情况,接地故障特征将发生变化,已有选线方法需要重新审视。文中建立了含环路配电网单相接地故障复合网络,推导了环路两端出口稳态与暂态零序电流的分布特征,分析了已有选线方法的适应性。结果表明,环路接地时,随线路参数和故障位置不同,环路两端出口电气量并非始终表现为故障线路特征,已有稳态量和暂态量选线方法将可能出现误选与漏选。可通过增加备选线路条数并利用环路中一条出口线路切除前后其余各线路零序导纳的变化辨识故障线路或将环路两端出口零序电流之和参与选线比较的方法解决该问题。仿真与现场数据验证了故障特征的正确性及所提选线措施的有效性。     

基于配电自动化系统的单相接地故障定位

对传统小电流接地系统单相接地故障的选线原理和方法进行了分析,提出一种基于配电自动化系统平台进行单相接地故障定位的新方法.该方法充分利用配电自动化系统的信息资源,构建逻辑空间分析模型和信息融合算法.该算法综合考虑了配电网络中各个节点呈现的电气特征及其在电网拓扑中的分布规律,体现了逻辑空间分析模型中的逻辑0,1对结果的等同贡献.文中还对算法的有效性进行了理论推导并导出算法容错能力的评价指标,经理论分析、指标评价和算例证明,该方法有很好的适应性和容错能力.     

配电网单相接地故障定位综述

对国内外配电线路的故障定位方法和技术进行了归纳总结。分析了阻抗法、行波法、信号注入法、矩阵法、神经网络、遗传算法、蚁群算法、Petri网和粗糙集等的原理,分析了这些故障定位方法在配电网故障定位中的应用。另外还对专家系统、粒子群算法、仿电磁学算法等进行了介绍,对其特点进行了分析。然后在此基础上阐述了当前配电网故障定位存在的问题,最后结合配电网的发展趋势及用户对供电可靠性的要求,探讨了未来配电网故障定位技术的研究方向和发展前景。     

基于优化深度神经网络的配电网单相接地故障诊断

随着我国配电网的不断扩大,当配电网发生单相接地故障时,迅速找出并切除故障线路是供电可靠性的保证之一.提出了一种暂态故障特征和稳态故障特征相结合,并采用交叉熵损失函数和改进学习率优化的深度神经网络对故障进行辨别的方法.结果表明,方法有效地减少了深度神经网络的迭代次数,提高了学习效率.在辨别单相接地故障时,采用交叉熵损失函...     

基于故障指示器的单相接地故障区段定位方法的研究

针对小电流接地系统中单相接地故障定位困难的问题,首先对基于故障指示器的配电网自动化系统进行了介绍,以故障线路各故障指示器处的零序电流能量作为特征量,结合故障的矩阵算法,判断出发生故障的区间,使故障的人工探索范围更小.仿真结果显示,故障指示器结合零序电流能量和矩阵算法可准确找到故障区段,且不受故障距离的影响.