基于K均值聚类算法的谐振接地系统故障区段定位方法

现有的谐振接地配电网单相接地故障定位方法存在通信依赖过度、特征分析复杂和阈值设置困难等问题,现场运行的适用性较低。本文基于深度融合智能开关在配电网中的应用,研究三相电流变化量的波形特征,提出基于K均值聚类算法的就地选段方法。该方法提取各区段数据特征量,发挥K均值聚类算法无监督学习的优点,使各检测节点只需处理本地故障信号,从而减轻通信压力。利用仿真和现场数据验证该方法的可行性,结果表明,该方法在多种故障工况下都表现出较高的可靠性,并且能够较好地适应现场环境。     

谐振接地系统故障区段模糊信息融合定位方法

分析谐振接地系统零序电流的分布规律,提出两种单相接地故障区段定位方法：区段零序电流比值法及并联中电阻法。区段零序电流比值法采用故障后相邻两区段稳态零序电流有效值的比值作为判据;并联中电阻法采用归算到同一零序电压下中电阻投入前后的区段零序电流变化量作为判据。采用单一判据存在故障区段定位盲区及误判的情况,应用模糊理论,分别构造两种方法的隶属函数及加权系数,采用加权系数法实现两种判据融合。对不同线路形式、不同过渡电阻及不同接地点位置情况下所做大量仿真的结果表明该方法的有效性,算法简单且不存在盲区。     

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。     

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。     

谐振接地系统单相接地故障区段定位方法

针对配电网因分支多、接地故障电阻大导致的单相接地故障定位问题,提出一种针对谐振接地系统的单相接地故障区段带电定位方法.该方法在故障发生后调节消弧线圈的补偿电流,利用调节前后线路上多个馈线终端单元(FTU)测量到的零序电流变化量信息确定故障区段.提出了单相经过渡电阻接地时,将零序电流按零序电压进行折算的方法,从而解决了调节消弧线圈后零序电压发生变化的问题.现场试验对该方法进行了验证,表明该方法能够满足实用要求.     

基于同步零序电流谐波群体比相的谐振接地系统高阻故障选线及区段定位方法

高阻接地故障选线和区段定位是配电网故障处理的难点,谐振接地系统因其故障特征的特殊性又给高阻接地故障诊断带来挑战。针对传统小电流接地故障定位方法在面对高阻接地故障问题时因量测精度不足、故障特征提取不准确造成的定位困难问题,从高阻接地故障非线性特征入手,推导谐振接地系统健全线路(区段)和故障线路(区段)特征的差异;分析消弧线圈补偿度和系统阻尼率对故障特征的影响;利用区段合成零序电流的同步波形,提出不依赖于故障特征产生时间且适用性更广泛的同步三次谐波群体比相定位方法。实测案例验证了所提理论的正确性和方法的有效性。     

利用测后模拟的谐振接地系统故障选线方法

分析谐振接地系统单相接地故障零序网络特性,提出了着眼于电路响应求解的故障选线测后模拟方法。根据谐振接地系统故障母线零序电压实测值和馈线零序分布电容参数,在依次假设各馈线为健全馈线的前提下,运用测后模拟法定量地求解各馈线的零序电流。比较各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形发现：健全馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形相吻合,具有极强的相似性;而故障馈线零序电流的模拟波形是在假设其正常工作的条件下获取的,实测波形和模拟波形差异较大。对各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟法所求解的波形在一定数据窗下进行相关度分析,籍此形成选线判据,实现选线。大量仿真表明,该方法选线准确、可靠。     

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。     

基于FCM聚类的小电流接地系统故障区段定位

提出了一种基于FCM聚类的小电流接地系统的配电网故障区段定位方法。小电流接地系统发生单相接地故障后一段时间内,故障点上下游同侧暂态零序电流波形具有高度相似性,而异侧的波形则不具有相似性。通过构造暂态零序电流幅值序列表征这一特性,采用FCM聚类算法划分故障点上下游区段来实现故障区段定位。该方法仅需故障线路上测量点上传幅值序列,一定程度上降低了测量点的通信压力。仿真试验表明,所提出的方法能够准确定位出故障区段。     

基于形态滤波的谐振接地系统故障选线新方法

分析了基于小波理论暂态选线方法的现状后,提出一种基于形态滤波和相关分析的暂态选线新方法。与故障线不同,故障时在中性点零序电压作用下,非故障线暂态零序电流的暂态特性主要由自身对地电容充放电特性决定。将所有馈线零序电流对中性点电压的导数进行归一化处理,再利用相关分析得出每条馈线的综合相关系数,选出符合故障判据的故障线。其中,为有效地抑制各种干扰对算法的影响,对归一化后的零序电流利用改进的多结构元素复合形态学滤波器进行滤波处理。高压物理模拟实验及现场试验结果验证了本算法的可靠性和实用性。     

基于残流增量法的谐振接地系统故障定位方法

根据谐振接地系统单相接地故障的特点,提出了基于残流增量法谐振接地系统故障定位的新方法.该方法通过改变消弧线圈的电抗值,从而引起线路上各点的零序电流模值发生变化,根据零序电流模值的变化特性来判断故障位置.通过将零序电流模值折算到同一电压水平下相减,克服了接地电阻的影响.采用移动式零序电流互感器法,有效地解决了零序电流测量...     

基于HHT和SVM的谐振接地系统故障选线新方法

谐振接地系统不同类型单相接地故障的暂态过程差异性较大,难有普适的暂态选线方法。分析谐振接地系统在三种典型故障条件下的暂态特征,将单相接地故障类型分为强接地故障、小角度接地故障和弱接地故障;定义频谱能量比例因子P、暂态因子T和Hilbert时频熵S等故障特征量,并采用支持向量机对故障进行分类。对不同类型的故障构造相应的选线判据,实现有针对性的接地选线。仿真结果表明,该选线方法能适应各种故障条件及影响因素,具有选线准确、裕度高等特点。     

基于波形时域特征聚类法的谐振接地系统故障选线

利用谐振接地系统的零序网络分析单相接地后各线路零序电流波形相似性,基于此提出一种基于暂态零序电流波形时域特征聚类的谐振接地系统单相接地故障选线新方法。根据对各线路故障后首半个周期的零序电流波形的直方图分解结果,采用反映状态差异的相对熵矩阵表示零序电流波形的极性信息,结合幅值信息构造表征暂态零序电流波形时域特征的综合相对熵特征矩阵,由免阈值设定的模糊核聚类算法判别故障线路。在不同工况下对所提方法进行仿真验证,结果表明,所提方法不受电弧故障、噪声干扰、采样不同步和补偿度的影响。     

基于调节脱谐度的谐振接地系统故障选线方法的研究

针对谐振接地系统经高阻接地时,故障特征信息微弱易导致选线失败问题,提出一种调谐式故障选线方法。详细分析了故障后系统零序电流特征及所提选线方案的抗过渡电阻能力,通过调节脱谐度改变线路零序电流特征,发现故障线路与健全线路零序电流变化方向相反且变化率差异显著。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征差异,构建了调谐式故障选线方法。仿真计算结果表明,该方法准确可靠,高阻接地下可以有效识别故障线路,进一步提高选线准确率。     

谐振接地与"S注入法"选线定位

根据小电流接地系统单相接地故障的特点,提出了谐振接地和“S注入法“选线定位新原理,导出了有关的公式和算法,研制出了相应的装置.     

采用仿射不变矩的谐振接地系统故障选线方法研究

对谐振接地系统单相接地故障特征的分析表明,单相接地初始阶段故障线路与健全线路间的零序电流波形相似度低于各健全线路间的零序电流波形相似度,且故障初始时刻故障线路与健全线路的零序电流极性相反,高阻接地时该结论仍成立。仿射不变矩恰能反映各零序电流波形的整体形状特征和极性关系,且不受波形平移、旋转和缩放等仿射变换的影响,抗干扰能力强。对从各故障暂态零序电流波形图中提取的仿射不变矩特征量进行谱系聚类分析,并计算聚类有效性指标,选取聚类有效性最高的聚类树实现故障选线。各种故障工况的大量仿真表明,该选线方法适应性好,可靠性高。     

中性点非直接接地系统故障选线原理的发展与展望

中性点非直接接地是配电网普遍的接地方式 ,迅速判定单相接地故障线路是配网保护的关键问题 ,国内外对此进行了广泛而深入的研究并取得了大量成果。通过参阅国内外相关文献 ,在简要回顾故障选线原理发展的基础上 ,重点就当前各种故障选线原理的新进展做出分类 ,并概略分析了它们各自的优缺点。并由此提出了发展故障选线原理的研究思路和所需面对的关键问题     

利用暂态零序电流波形特征的谐振接地系统故障选线方法

消弧线圈接入配电网大大削弱了单相接地故障特征,导致准确选线存在较大困难。通过建立谐振接地系统单相接地故障暂态零序网络,分析发现所有健全线路暂态零序电流波形高度一致;而故障线路暂态零序电流波形与健全线路差异显著,构建了利用暂态零序电流波形互相关系数的故障选线方案。仿真计算结果为:健全线路之间暂态零序电流波形互相关系数计算结果接近1;健全线路与故障线路之间暂态零序电流波形互相关系数计算结果接近-1。计算结果表明,该方法能够有效识别故障线路,具有良好适用性。     

中性点非直接接地系统故障选线原理的发展与展望

中性点非直接接地是配电网普遍的接地方式,迅速判定单相接地故障线路是配网保护的关键问题,国内外对此进行了广泛而深入的研究并取得了大量成果.通过参阅国内外相关文献,在简要回顾故障选线原理发展的基础上,重点就当前各种故障选线原理的新进展做出分类,并概略分析了它们各自的优缺点.并由此提出了发展故障选线原理的研究思路和所需面对的关键问题.     

一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统中发生故障时选线准确率低的问题,提出一种谐振接地系统单相接地故障选线新方法。通过分析不同线路的零序电流与零序阻抗特征,发现健全线路的零序阻抗始终呈容性,零序电流为纯容性电流;而故障线路零序电流在低频段含有消弧线圈的感性分量,且幅值大于高频段。先使用低通滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流在低频段的信号分量,并对母线零序电压求导;然后比较任意两条线路的零序电流与纯容性电流交叉相乘后乘积的差值,差值最大的为故障线路。分别对不同工况下的单相接地故障进行了仿真验证,结果表明,该方法选线准确,适应性强。