配电网单相断线故障的负序电压电流特征分析及区段定位

配电网单相断线故障会导致过电压、人身伤亡、电机损坏等事故。为了降低该类故障的排查难度,提出了一种基于负序电压电流相关系数的单相断线故障诊断方法。首先在给出配电网单相断线负序等效网络的基础上研究了负序电压和电流的相位关系,指出配电网在各种单相断线形态下故障线路故障点上游区段的负序电压和电流满足相关系数为负,而健全线路、故障线路的健全支路以及故障点下游各区段的相关系数为正,最后结合该特征分别给出了基于就地馈线自动化、智能分布式馈线自动化以及集中式馈线自动化模式的单相断线故障区段定位与隔离方法。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明文中的单相断线诊断方法不受中性点接地方式、功率因数、过渡电阻和断线形态的影响,同时与智能分布式和集中式馈线自动化结合使用时仅传输逻辑信号,通信量小。     

基于分布式电源电流变化率的主动配电网单相断线保护方法

分布式电源的应用,改变了配电网断线故障的特征,加剧了断线故障的威胁。但是目前不仅缺乏含分布式电源(DG)的配电网断线故障保护方法,甚至电网断线故障下DG的输出特性也不清晰。基于主动配电网的可观测性,提出了一种根据DG电流变化率识别配电网断线故障的新思想。首先,分析了配电网单相断线故障下DG的输出特性,并建立了DG的等值模型。然后,建立了含DG的配电网单相断线故障等效电路,推导了故障前后DG输出电流的表达式。随后,分析了故障前后DG输出电流的变化特征,建立了基于DG电流变化率的辐射状配电网单相断线故障保护判据。仿真表明,所提单相断线故障保护方法能够迅速识别断线故障并准确定位。     

不接地系统单相断线故障负序电流分析

配电网架空线发生单相断线故障后,部分负荷电流缺失,易被忽视。通过建立配电网断线故障电磁暂态仿真模型,分析发生单相断线故障后线路电压电流变化特征,提出了一种基于负序电流的配电网单相断线故障分析方法。仿真结果表明,提出的单相断线故障分析特征量具有良好的可靠性和灵敏度。     

配电线路单相断线故障保护方法

为了减小单相断线故障对供电质量造成的不良影响,针对配电线路单相断线故障,提出了一套系统的保护方法。利用电路原理和中性点电压偏移理论,对简单断线故障和伴随接地的复杂故障情况下线路首末两端电压和流经线路的电流特征进行了分析,总结了各电气量的变化规律,提出了一组由电流判据和电压判据组成的单相断线故障判断和保护方法。研究了基于电压判据的断线故障类型及故障区段的判断方法,进一步分析了不对称运行、互感器断线等异常情况对所提判据的影响和相应的改进方案。利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了算例仿真,结果验证了理论分析结果的正确性和断线故障保护方法的有效性。     

计及过渡电阻影响的配电网断线接地复合故障保护方法

为保障配电网安全运行,近年来断线故障保护受到重视,但对于断线接地复合故障的研究尚处于起步阶段。由于断线接地复合故障特征与断线不接地或单相短路故障存在显著区别,现有断线和短路故障保护方法对于断线接地复合故障存在局限性。特别是高阻下故障特征的进一步弱化,加大了故障识别难度。为此,提出了一种计及过渡电阻影响的配电网断线接地复合故障保护方法。首先,推导了断线电源侧接地故障和断线负荷侧接地故障的序电流,解析了负序、零序电流的变化特征和关联关系,进而构建了融合负序电流和零序电流的保护判据,提出了一种配电网断线接地复合故障的灵敏保护方法。理论分析和仿真结果表明,该方法兼顾了故障类型、负荷大小与分布、故障位置等多重因素的影响,适用于各种中性点接地方式,能够实现过渡电阻全范围内的断线接地复合故障可靠识别。     

基于负序电流比的主动配电网断线故障保护方法

随着分布式电源(DG)的大规模接入和用电需求的提高,具有主动控制、协调、管理能力的主动配电网(ADN)成为电力系统的发展趋势.然而,断线故障大大降低了ADN的效益价值,严重威胁设备与人身安全.由于受DG及灵活可调拓扑影响,目前针对ADN断线故障的保护技术较为欠缺.为此,分析了 ADN的特征及其对断线故障保护的影响;解析...     

电容器组单相断线故障继电保护拒动行为分析

不平衡电压保护是隔离电容器不对称故障的有效手段,该保护的设计建立在电容器故障时中性点电压漂移的基础上。工程实践表明,在单星形不接地电容器组发生单相断线时,该原理会导致电容器保护拒动。为解决此问题,通过理论分析,指出传统的电容器不平衡电压保护存在不能反映单星形不接地电容器组断线故障的原理性缺陷;而后基于单星形不接地电容器组发生断线故障时存在负序电流的特点,提出负序电流的保护方案。理论分析表明,该方案可以防止电容器发生断线故障时保护出现拒动现象。     

基于MATLAB的10 kV配电网单相断线故障分析模型构建及仿真验证分析

10 kV配电网发生单相断线故障时,故障电流较小、衰减速度较慢。为减少对用户的影响,采用MATLAB仿真软件构建10 kV配电网单相断线故障分析模型,以单相断线发生在A相为例进行了仿真分析。通过设置不同断线位置和过渡电阻,对中性点谐振接地系统和不接地系统单相断线故障的中性点电压、断口上下游的电压特征进行仿真验证。     

中性点不接地系统单相断线故障分析及对策研究

目前,在中压配电网中所装备的各类保护没有专门配置反应单相断线故障的保护装置,这与配网自动化发展的趋势很不相称。对单相断线故障的故障分量进行了分析,阐述了目前中压配电网所配置的继电保护无法反应此类故障的原因,提出了在下一级变电站/开关站配备具有开口三角形的电压互感器或负序电压过滤器,以及在上一级变电站/开关站装设负序电流选线装置来实现及时反应单相断线故障。     

含分布式电源的馈线电流序分量比较式保护

分布式电源的接入对传统配电网保护带来了严重的影响。此外,逆变型DG的故障特性以及系统的故障穿越电流均会影响到常规纵联保护的动作性能。对此,提出了一种含DG馈线的电流序分量比较式保护。针对非对称性故障,根据保护区域两侧负序电流的相位差异,构造了负序电流相位比较式保护判据。针对对称性故障,根据系统侧与DG侧提供短路电流的大小差异,构造了正序电流幅值比较式保护判据。基于上述保护原理,开发了保护样机,仿真分析与动模测试结果验证了所提含DG馈线保护的有效性。     

微网混合式孤岛检测及运行模式切换研究

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时感知非计划孤岛。通过负荷调度,快速实现网内功率平衡,保证网内负荷的供电连续性。在Matlab/Simulink中搭建微网系统模型,通过多复杂工况对所提方法进行仿真验证。     

基于正序电压差的含分布式电源配电网断线接地复合故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量应用给电网故障识别与定位提出了更高要求。配电网断线故障时绝缘虽未遭到破坏,但可能导致DG故障穿越,甚至诱发并网逆变器闭锁,造成电气量越限,威胁电网稳定运行。为此,提出了一种利用正序电压差实现含DG配电网的断线接地复合故障定位方法。通过解析不同故障情况下配电网馈线序电流和DG并网点电压,发现了非故障点两端正序电压差等于线路压降,而断口两端正序电压差恒为正数且多大于非故障区段压差的特征,构造了基于正序电压差的故障定位判据。针对定位判据可能出现的死区问题,引入DG输出电流作为辅助判据提高定位可靠性,进而提出了含DG配电网的断线接地复合故障定位方法。理论分析和仿真结果表明,所提方法能够实现不同DG容量、故障位置下的断线接地复合故障区段准确定位,且具有较强的耐过渡电阻能力。     

有源配电网中性点接地方式的选择问题

中性点接地方式选择是配电系统的基础问题,对于分布式电源(DG)大量接入的有源配电网,其接地方式将由主网和DG共同决定,单相接地故障电流和过电压等问题也将更为复杂,需要重新审视。文中给出了有源配电网中主网和DG接地方式可能的组合;针对DG并网、脱网不同运行状态以及接地故障后主网线路保护、孤岛保护等不同故障处理阶段,分析了可能面临的接地方式与故障电流、过电压等转变问题;提出了接地方式已确定的现有配电网中DG接地方式选择以及脱离现有配电网条件约束的有源配电网接地方式选择的基本思路,为有源配电网中性点接地方式技术的研究和应用作初步探讨。     

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。     

小水电发电系统的非接地电网单相断线故障分析及诊断方法

小水电站输电线路由于运行中遭受各种复杂的环境影响,因而频繁出现断线故障问题,严重影响了电网的稳定运行。本文以含小水电系统的10kV中性点非接地电网单相断线故障为研究对象,分析了电网单相断线故障后稳态电气特性,主要包括电流、电压的变化特征。并提出一种以电流为主、电压为辅的单相断线故障的诊断方法,通过分析电流、电压的幅值与相位角是否处于故障量的阈值内,来判断单相断线故障的发生及其类型。为小水电发电系统的线路后续保护提供可靠的动作依据,提高电网运行的稳定性。最后通过MATLAB的仿真验证该诊断方法的可行性和有效性,也得到了现场实测数据的验证。     

直接并网的中小型发电机定子接地保护

指出了现有中小型发电机定子接地保护原理的不足.详细阐述了在发电机中性点不接地和经消弧线圈接地2种情况下,分别在系统侧单相接地和定子接地时机端零序电流和零序电压的方向关系.提出了基于零序电流与零序电压方向关系以及基于零序差流与零序电压方向关系的新型的定子接地保护原理.通过试验和现场运行情况表明了该保护原理的可行性.     

小电流接地系统单相断线接地复故障类型诊断

在考虑负荷性质、中性点接地方式、过渡电阻等因素的条件下,利用复合序网分析了配电线路单相断线接地复故障的故障特征,得出不同影响因素下零序电压的幅值和相位信息变化差别显著的结论,从而提出一种基于零序电压幅值和相位的小电流接地系统单相断线接地复故障类型的诊断判据。PSCAD仿真验证了该判据的有效性。     

基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案

拓扑结构的多样性和电源特性的复杂性使得基于稳态电流量的后备保护整定工作量大且失配现象时有发生,无需整定且具有自动配合功能的后备保护技术是继电保护工作人员追求的目标。在分析了传统反时限过流保护存在的问题和辐射状配电网正、负序电压故障分量分布特征的基础上,提出了基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案。所提方案利用综合电压序分量的系统分布与各级保护实现逐级配合的最小动作时间拟合具有反时限特性的动作曲线,得出拟合后的分段函数表达式。由其计算的保护动作时间可自动反映各保护与故障位置的拓扑关联关系,在满足选择性和快速性要求的前提下实现各级保护的自适应配合。DG接入不会改变综合电压序分量的分布特征,因而所提方法对含DG的网络具有自适应性。理论分析和仿真结果表明,所提方法可自动实现任一点故障时上下级保护的快速、逐级配合。