突变量与形态学相结合的配电网故障时刻检测方法

在配网应用中,以故障时刻为同步基准的差动保护需要精准地检测故障发生时刻。而常见的相电流突变量故障时刻检测方法的误差受故障发生时刻、分布式电源故障特性等因素的影响较大,会给差动保护带来较大的同步误差。为此,提出了适用于配电网故障时刻自同步原理的精确故障时刻检测方法。首先以传统相电流突变量检测算法为基础选取数据窗,然后对窗内数据应用改进多分辨形态梯度算子进行处理,得到凸显波形突变情况的梯度信号。之后利用该梯度信号的极值点位置提取故障发生时刻。最后PSCAD仿真以及现场试验数据验证结果表明,该方法检测精度高、稳定性好,可有效减小因故障时刻检测而产生的同步误差。     

三相同时刻采样值高灵敏启动元件

加速启动元件的动作速度有利于提高保护装置的动作速度。现有微机保护装置启动元件存在高阻接地故障和缓慢发展性故障时灵敏度不足的缺点；在系统发生振荡的情况下，相电流突变量启动元件可能误动。文中提出了基于三相同时刻的采样值的启动新算法。EMTP仿真和动模试验表明：这种算法具有不受系统频率偏差的影响、在振荡中发生故障不需要增加辅助判据就能灵敏地反映各种故障类型的优点。     

中性点不接地系统配电线路单相接地保护研究

中性点不接地系统配电线路单相接地引发的恶性事故时有发生,需要在故障发生后尽快识别并加以隔离。单相接地产生的相电流突变量可灵敏可靠检测单相接地故障,但持续时间短,不能满足选择性要求。改进了基于滚动算法的相电流突变量判据,提出了基于相电流突变量判断单相接地保护启动,而后锁定零序电流判定故障是否持续存在的补充判据与时间延迟判据。所提保护方案在不对称负载下仍能正确判别故障,且不受故障前后电流反向与互感器反接的影响。具有保护原理简单、无须通信和经济性能好等优点,有望应用于实际配电网中。开发了PSCAD单相接地保护仿真模型,对所提方法加以验证。     

基于相关分析的同杆双回线突变量选相新方法

针对同杆并架双回线发生跨线故障时正确选相难的问题,在对跨线故障单侧同名相故障分量进行相关度分析的基础上,提出了一种新的基于单侧双回线相电流的选相元件.该选相元件通过比较单侧同名相相电流突变量的相关度及突变量幅值大小实现选相.该方法半个周期就能快速正确选相,算法简单,具有较好的鲁棒性,且易于与现有距离保护相配合.仿真结果...     

混压同塔四回线路跨电压故障选相元件动作分析与对策研究

混压同塔四回线发生跨电压故障时,零序互感的存在会对各相故障电流产生较大的影响。针对混压同塔四回线路中发生跨电压不接地故障的情况,主要分析了故障相电流的特征及电流选相元件的动作情况,采用改进复合序网的方法求解故障电流。利用相量图详细讨论了跨电压故障的电流特征及其对相电流差突变量选相元件的影响。针对混压同塔线路跨电压故障可能存在的误选相问题,提出一种基于相电流差突变量与相电流突变量相结合的综合选相方案,以实现正确选相。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔四回线的各类跨电压故障进行大量仿真实验,验证了理论分析的准确性。     

一种新型故障检测和故障选相方法

本文提出了一种新的故障检测方法，并与目前使用的检测单相电流突变量和相电流差突变量的方法进行了比较。文中还提出利用同一故障检测量实现故障选相，经过大量的动模实验表明所述方法具有一系列优点。     

多扰动下微电网故障检测方法

针对微电网复杂运行方式及故障信号特征薄弱难以提取从而造成故障检测困难的问题，提出一种基于逐次模态分解与多尺度排列熵联合使用的微电网故障检测方法。针对变分模态分解的K值需人为设定的问题，通过增加分解约束条件，自适应分解得到固有模态函数，并引入峭度值对其进行优化重构。利用多尺度排列熵对信号突变敏感的优点，提取优化后的故障信号特征，从而表征不同故障类型。由于核极限学习机模型精度受参数C、γ的影响，利用鲸鱼优化算法对其进行优化，将故障特征作为输入进行学习，从而构成微电网故障检测模型。最后，在PSCAD仿真平台搭建微电网系统进行仿真实验，实验结果表明本方法不受接地电阻、故障点及故障时刻等影响，在微电网不同运行状态下均能实现准确故障检测。     

交直流混联电网突变量选相元件动作性能分析

交直流混联电网受端交流系统发生故障时,其背侧系统正、负序等值阻抗不再近似相等,从而对现有继电保护产生不利影响。文中分析了交直流混联电网受端输电线路相电流差突变量选相元件的动作性能,指出现有相电流差突变量选相元件应用于交直流混联电网时,在单相接地故障情况下由于逆变侧系统正、负序阻抗相差较大,从而引起各侧正、负序电流分配系...     

基于稳态量的同杆并架双回线综合选相

本文利用六序故障分量法分析了零序负序电流选相元件和相电流差突变量选相元件在同杆双回线跨线故障下的动作行为。分析表明,零序负序电流选相元件和相电流差突变量选相元件在某些跨线故障下会误选相。根据同杆双回线跨线故障时故障相电流相位特征,结合相阻抗方向元件,提出了一种基于单回线单端电气量的稳态量综合选相元件,保护利用分相式通道在判断两侧选相结果后实现选相跳闸。通过大量的数字仿真,验证了该方法的正确性。     

基于VMD-Hilbert变换的故障行波定位研究

针对现有行波检测方法中小波变换和希尔伯特黄变换的不足,提出一种基于VMD-Hilbert变换的故障行波检测方法。通过对行波传感器采集到的故障行波信号进行VMD分解,利用Hilbert变换提取模态分量的特征量来标定初始波头的到达时间。针对行波定位精度受波速不确定性影响的问题,基于故障初始行波零模分量和线模分量波头的到达时刻,提出一种与波速无关的双端定位算法。ATP/EMTP仿真结果表明,VMD-Hilbert行波检测方法能有效标定行波波头时间,定位算法无需知道故障发生时刻和故障反射行波波头的到达时刻,进一步提高了故障定位的精度。     

有源配电网差动保护自同步原理及误差分析

分布式电源的接入使得电流差动保护被引入配电网,需要解决的关键技术之一即是两端故障数据的同步问题。基于保护启动时刻的故障数据自同步算法可以在不增加额外设备的情况下实现数据同步,在配电网中获得了一定的应用,但对该算法的同步精度尚缺乏必要的理论分析和验证。文中在分析计算相电流突变量保护启动算法的基础上,从直流分量的衰减速度着手,导出了不同衰减速度下保护启动延时的计算表达式;并进一步分析了最大保护启动延时随故障初始相角、衰减速度的变化规律,得出不同故障条件下可能出现的最大自同步误差。分析结果表明,该算法的同步精度受故障时刻、线路参数、故障启动门槛、电流互感器测量误差等因素的影响,某些情况下会出现两端数据同步误差大于保护允许同步误差裕度的情况。最后利用继电保护测试仪验证了上述理论分析的正确性。     

一种断路器开断燃弧时间检测新方法

准确测量断路器燃弧时间的关键是确定电弧的起弧时刻.根据断路器开断时开断电弧的模型,详细分析了断路器开断前后电流的变化过程和开断相角等因素对燃弧时间的影响,提出了一种基于暂态电流的燃弧时间检测方法.通过对线路发生故障后的部分故障线路的三相电流录波数据滤波后进行拟合,预测之后的电流变化,并与实际电流数据比较,求得电流畸变量.当畸变量大于设定阈值时,即可认为该时间点为断路器的触头始分点;断路器首开相的触头始分点即起弧时刻.开断完成的时间点即熄弧点为相电流小于设定阈值的时间点,末开相的熄弧点为熄弧时刻.起弧时刻与熄弧时刻之间的时间差为断路器的燃弧时间.利用电磁暂态分析程序EMTP仿真证明了该方法的可行性和较高的可靠性.     

Transmission lines fault location using transient signal spectrum

This paper proposes a method for fault location on transmission lines, which is based on time to frequency domain transformation of transient signals of the fault instant measured at one end. Fast Fourier Transform (FFT) is used for time to frequency domain transformation and frequency of the first fault generated harmonic is utilised for determination of the fault location using the travelling wave theory of the transmission line. The accuracy of the method has been tested using the simulations carried out in Alternative Transients Program (ATP/EMTP) with frequency-dependent distributed parameter transmission line model by considering several cases and various types of faults, different values of fault resistance and phase angle at fault instant. The method has good accuracy and the simulation results show that the accuracy of the method is insensitive to the fault resistance and phase angle of the fault instant. Reactive elements may affect the resolution but, it can be removed by applying the correction procedure proposed.     

馈线数对10kV系统单相接地故障选线的影响

由于小电流接地系统单相接地故障的故障电流小、故障过程持续时间短,且影响故障选线准确率因素多,采用常规的故障选线方法其准确率较低而采用暂态零序电流小波变换方法是目前研究的热点,可实现故障选线的准确性。为研究此一技术,在分析单相接地故障暂态电流特征的基础上,根据暂态电流行波幅值比较式方向保护选线原理,在MATLAB SIMULINK平台上建立了不同馈线10 kV配电网络的模型,利用Haar小波分析方法对2~30回馈线的10 kV配电网络进行了仿真分析。结果表明,Haar小波可实现单相接地故障准确选线的目的,故障选线结果与配网的馈线数无关,选线的准确性与小波窗时间宽度有关,因此采用Haar小波进行故障选线时应根据系统的接地方式和配网的馈线数量合理调整小波窗时间宽度。     

利用电流-电压导数线性度关系的小电流接地系统接地故障选线

更好地利用故障暂态与稳态信息,可以减少小电流接地故障选线算法复杂程度,提高适应性.分析了不接地与经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时,不同出线暂态与稳态电气量的线性度关系,发现:健全线路的零序电流与母线零序电压导数之间始终呈正比例且比例系数为正;故障线路的零序电流与母线零序电压导数呈非线性关系或者比例系数为负的正比例关...     

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。     

小电流接地故障暂态监测新技术

介绍了小电流接地故障暂态信号频域特征，基于暂态零序电流特征频段(SFB)分量幅值、极性和无功功率流向关系的故障线路选择算法，以及在此基础上研制的XJ-100小电流接地故障选线及监测系统。该系统结构合理、功能完善，检测灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈、不稳定电弧影响，可适用于配网自动化系统和变电站综合自动化系统，并可利用瞬时接地故障信息对线路绝缘监测提出预警。     

固态限流器抑制轴系扭振的研究

电力系统故障会引起汽轮发电机组轴系的扭振,本文分析了在发生三相接地和单相接地故障情况下,固态限流器对提高发电机暂态稳定性和轴系扭振的影响.通过Matlab仿真计算电磁转矩、汽轮机轴系扭振和机端电压的变化,仿真结果表明固态限流器除了具有良好的限流功能外还能够提高电机暂态稳定性和抑制轴系扭振.     

电流互感器暂态过程的仿真与分析

本文在用多项式拟合电流互感器（CT）铁心磁化曲线的基础上,利用状态模型对CT暂态过程进行了仿真。较好地刻画了CT的暂态过程。为了准确地检测CT铁心进入饱和的时刻。本文提出了将小波变换运用到对CT二次电流波形畸变的检测中来的思想,利用波形的空变点来检测CT铁心进入饱和的时刻,有一定的理论价值。     

基于双回线环流的时域法故障定位

该文提出了一种利用双端电流量实现双回线故障定位的时域测距算法。该算法利用双回线环流网与两侧系统无关且两端电压为零的特点，只用线路两端的电流量，就可计算出环流网的沿线电压分布，并根据从两端计算得到的电压分布差值在故障点处最小的原理实现测距。由于避免了使用电压量，故该测距原理不受电容式电压互感器(CVT)不能传变高频电压暂态信号的限制，该算法能够利用故障全过程的任何一段数据实现测距，且该算法所需数据窗短，只要略大于被测线路传输时问的2倍即可。该算法采用分布参数线模，克服了忽略线路电容带来的误差，适用于高压长距离输电线。仿真结果表明：测距误差将小于0．15km，且测距精度不受故障类型和过渡电阻的影响。