基于零序电压小波变换的小电流接地系统电缆早期故障检测

通过对小电流接地系统中早期故障扰动特征的分析,结合早期故障明显的零序电压分量特征以及自清除特性,基于小波变换对零序电压低频段特征进行提取,提出了小电流接地系统电缆早期检测方法.该方法利用早期故障扰动零序电压明显、负荷电流不变的特征,避免了对系统其他扰动和故障的误检测.基于PSCAD/EMTDC搭建配电网仿真模型,考虑不...     

基于零序导纳变化的跨线异名相两点相继接地故障检测

小电流接地系统中普通单相接地的故障检测技术已逐渐成熟,但一些特殊的接地故障的特征与检测方法仍需深入研究。文中针对不接地系统与谐振接地系统发生的跨线异名相两点相继接地故障,建立了等值电路模型,分析了后发接地故障前后故障路径与非故障路径的电气量特征。分析发现非故障路径零序导纳始终不变,而在两个接地点过渡电阻均小于3 000Ω的条件下,故障路径零序导纳的模值或相角至少有一项存在明显差异。基于此,提出了基于零序导纳变化的小电流接地系统跨线异名相两点相继接地时后发故障检测方法,可进一步实现后发故障选线与定位。基于数字仿真和实际故障数据验证了故障特征分析的正确性与检测方法的可行性。     

基于小波算法的小电流接地系统高阻接地故障的识别

在10kV配电网络中，普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地方式，在发生高阻接地故障后，故障特征不明显，对故障识别的难度较高。基于上述问题，提出利用小波算法提取故障线路特征，将零序电流小波和小波能量熵作为识别高阻接地故障的特征量。利用仿真软件PSCAD搭建了10kV中性点经消弧线圈接地配电网线路模型，仿真得到小电流接地系统发生高阻接地故障时的电压电流波形，然后采用Matlab软件分析故障波形，提取故障的特征量并识别故障。仿真试验证明该方法具有良好的故障识别效果。     

小电流接地系统行波测距法的应用

小电流接地系统单相接地故障测距一直是电力系统中的难点.行波测距法在接地故障测距中得到应用发展.小波变换理论完善了行波测距法对小电流接地系统故障测距的精度和准确度.本文初步探讨了小电流接地系统行波测距法的理论基础原理.并对此测距法在小电流接地故障测距中行波波头的识别和该系统中存在的架空线电缆交替出现现象中的应用进行了归纳总结.     

基于暂态零序电流的小电流接地故障选线仿真

建立了伴有电弧过程的小电流接地系统的仿真模型,利用电磁暂态程序EMTP全面仿真了不同故障情况对故障稳态和暂态电压、电流幅值特征和相位特征产生的影响。借助于Matlab程序设计得到了相应的零序电压及零序电流的幅值、相位及波形。通过对仿真数据及波形的进一步分析,得到了基于暂态零序电流的故障检测方法灵敏度高于基于稳态零序电流的检测方法,它不仅适用于中性点不接地系统,而且也适用于中性点经消弧线圈接地系统及间歇性电弧接地故障的结论。     

基于暂态零序电流的小电流接地故障选线仿真

建立了伴有电弧过程的小电流接地系统的仿真模型,利用电磁暂态程序EMTP全面仿真了不同故障情况对故障稳态和暂态电压、电流幅值特征和相位特征产生的影响.借助于Matlab程序设计得到了相应的零序电压及零序电流的幅值、相位及波形.通过对仿真数据及波形的进一步分析,得到了基于暂态零序电流的故障检测方法灵敏度高于基于稳态零序电流的检测方法,它不仅适用于中性点不接地系统,而且也适用于中性点经消弧线圈接地系统及间歇性电孤接地故障的结论.     

基于故障电阻测量的小电流接地系统保护方法

为解决小电流接地系统高阻接地故障检测的难题,分析了单相接地故障前后相电流变化特征:故障线路的故障相与非故障相电流变化量之差等于接地故障电流,非故障线路的故障相与非故障相电流变化量相等;并由故障相电压与故障电流之比计算出接地故障电阻,发明了基于接地故障电阻测量的高阻接地保护方法。EMTP仿真分析和动模实验测试结果表明,该保护方法能够保护各种高阻接地故障,具有较高的保护精度和可靠性,适合在配电自动化终端单元(FTU)上就地实现。     

基于并联电阻扰动信号的配电网故障定位方法分析

基于并联电阻扰动信号的配电网故障定位方法利用对外加扰动信号的追踪来实现定位,已在配电网故障定位中较为广泛应用。但该方法在实际应用中会出现施加扰动信号后故障特征变化规律不确定的问题,使得故障定位装置误判,导致故障定位失败。为此,文中建立了小电流接地系统等值电路,深入研究了扰动信号通过不同非故障相注入后单相接地故障电流的变化规律,分析了负荷电流以及接地过渡电阻的影响,对基于并联电阻扰动信号的配电网故障定位方法的有效性进行理论论证。提出了对中性点不接地系统或经欠补偿消弧线圈接地系统扰动信号应通过故障相的滞后相注入,对中性点经过补偿消弧线圈接地系统扰动信号应通过故障相的超前相注入的优化方法。仿真结果证明了所提优化方法的有效性。     

基于综合内积变换的小电阻接地系统高阻故障检测方法

针对小电阻接地系统高阻故障时零序过电流保护灵敏度不足的问题,提出基于综合内积变换的高阻故障检测方法。分析了小电阻接地系统接地故障特征,并比较了各馈线零序电流与中性点零序电流。为了突显故障馈线与健全馈线之间的差异,提升小电阻接地系统高阻故障检测的可靠性,利用内积原理引入综合内积值为衡量指标以实现高阻故障检测。利用PSCAD建立了小电阻接地系统仿真模型并进行了故障仿真,结果表明所提出的方法能够检测高阻故障。     

连续小波变换在小电流接地系统单相接地故障选线中的应用

配电网中发生最多的是单相接地故障,因此如何快速准确地检测出接地故障点成为小电流接地系统实现配电自动化的一个重要研究课题。在分析了小电流接地系统发生单相接地故障暂态特征的基础上,提出了运用连续小波变换分析暂态零序电流中的高次谐波分量,实现故障选线的方法。通过仿真分析,证明了该方法的灵敏性和可靠性。     

小电流接地系统接地故障电弧重燃暂态特征分析

小电流接地系统单相接地故障时常具有间歇性,针对电弧重燃时刻与重燃时电气量的分析可完善故障暂态理论并提高检测效果。文中根据接地故障熄弧后的电压与绝缘恢复特点,分析不同接地系统中在故障点不同稳定情况时的可能重燃时刻,并对重燃后故障暂态特征进行分析。故障点稳定时,不接地系统中易在熄弧后半个工频周期内重燃;经消弧线圈接地系统中,重燃主要发生在故障相电压峰值前时刻。故障点不稳定时,重燃时刻无明显规律。将重燃过程看作非零初始状态的单相接地故障,高频暂态电流的谐振频率、衰减因子与重燃时刻无关,幅值与重燃时刻故障相电压瞬时值近似成正比,经消弧线圈接地系统中的衰减直流分量衰减因子与重燃时刻无关、幅值与相电压对时间导数近似成正比。仿真及实测数据验证了分析结论的正确性。     

含分布式电源的小电阻接地方式配电网单相接地故障分析

不同接地方式分布式电源(DG)并网将影响系统单相接地故障电流特征,对于小电阻接地方式配电网,DG接地方式选择较为灵活,对接地故障电流的影响尤为复杂。针对小电阻接地方式配电网,建立了旋转型DG并网后的接地故障分析模型,分析了并网DG采用不同接地方式时接地故障点电流、线路三相故障电流与线路正序、负序、零序电流的特征。结果表明,不接地方式DG对接地故障电流基本无影响;但DG采用直接接地、小电阻接地方式时,各故障电流将明显增大或减小,甚至从无到数百安培,将会影响系统原有接地保护与三相保护性能。研究成果可为含DG小电阻接地方式配电网的保护配置与DG接地方式选择提供理论依据。     

谐振接地系统单相断线并坠地故障电压特征仿真分析

配电网断线故障频发,缺乏可靠实用的识别与定位方法。针对谐振接地系统的单相断线故障,建立故障模型。同时考虑了可能影响故障特征的各种因素,包括故障类型(断线不接地、电源侧或负荷侧单侧接地)、坠地点接地电阻、断口位置负载阻抗的分布以及系统的补偿度等。采用理论与仿真分析相结合的手段,分析地电位与中性点偏移电压的规律,并进一步得出断口前后各相电压、线电压的变化特征。结果表明,与单纯接地故障不同,其地电位分布范围较大,断口前后的线电压与三相电压差异明显。所得结论可为利用电压信号的配电网断线故障检测及定位方法研究提供理论依据。     

单相接地故障零模暂态特征的仿真分析

提出了一种基于线路分布参数的小电流接地系统的高精度故障模型,用于分析单相接地故障产生的暂态信号特征及进一步完善基于暂态信息的小电流接地故障选线判据。该模型采用一带有6回10kV架空出线的110kV变电所,利用电磁暂态程序EMTP对不同的故障情况进行了全面的仿真和分析。通过分析仿真数据,得到了如下主要故障暂态特征:特征频带(SFB)内,所有健全线路阻抗和故障线路检测的背后阻抗均呈容性;暂态零模电流频率较为集中,主谐振频率位于SFB内;特征频带内,故障线路零模电流幅值比健全线路大,且极性相反。对由于中性点装设消弧线圈、过渡电阻不同、故障点位置不同以及故障初始角不同对故障暂态的幅值特征和相位特征产生的影响也一并做了讨论。     

谐振接地配电网电弧接地故障暂态分析方法与辨识

谐振接地中压配电网常发生电弧接地故障,传统的故障暂态分析方法多将电弧电阻简化为线性过渡电阻后代入故障暂态等值电路求解,电弧非线性特征难以体现.针对该问题,适当简化电弧黑盒模型,提出一种适用于谐振接地配电网电弧接地故障的暂态分析方法,定量计算不同过渡电阻下电弧接地故障暂态电流的解析表达式,并根据电弧电压的奇频次谐波衰减特...     

光伏电站汇集系统单极接地故障的皮尔逊相关系数识别方法

为避免光伏直流升压汇集系统发生单极接地故障时影响系统的正常运行,提出一种基于皮尔逊相关系数的汇集系统直流侧单极接地故障识别方法.首先阐述汇集系统直流侧经分裂电容接地方式,接着重点分析接地故障时的故障特性,随后阐述皮尔逊相关系数的原理并利用相关系数对单极接地故障进行原理分析,最后提出利用直流电抗器在单极接地故障时故障线路...     

考虑系统不对称的小电流接地故障相识别

针对存在不对称情况的不接地系统与谐振接地系统,分析了接地故障前、后三相电压幅值的变化规律,提出可适应系统不对称的接地相识别方法:故障后若只有一相电压幅值相较于故障前降低,则此相为故障相;若有两相电压幅值降低,则中性点不接地系统中电压幅值升高相的滞后相为故障相,谐振接地系统过补偿状态下电压幅值升高相的超前相为故障相。所提方法简单实用,只需接地故障前、后三相电压幅值信息即可准确识别不对称状态下的接地故障相,且不受电压互感器测量误差的影响,在过渡电阻较大时也可准确识别故障相。数字仿真验证了理论分析和所提方法的正确性。     

基于热稳定原理的中性点小电阻接地系统间歇接地故障保护

受环境因素及电弧自身燃、熄弧特性影响,间歇接地故障燃弧持续时间常小于保护动作时限,传统接地故障保护难以有效动作.分析小电阻接地系统接地故障特征,并比较出线与中性点零序电流关系,基于接地电阻器在故障期间发热、故障消失后散热的热稳定原理,提出一种中性点小电阻接地系统间歇接地故障保护方法.该方法利用零序电流构造故障期间的发热特征能量,利用热量差构造故障消失后的散热特征能量,发热特征能量越限后保护动作.经仿真与现场录波数据验证可知,该方法不易受故障间隔时间与过渡电阻影响,可作为现有中性点小电阻接地系统的出线后备保护,提高系统运行可靠性.     

基于相空间重构与平均电导特征的配电网单相接地故障辨识

配电网接地故障类型辨识可为故障巡线提供指导,缩短故障巡线时间。针对10 kV配电网线路的不同接地故障类型,提出基于相空间重构与平均电导特征的配电网线路故障辨识方法。通过试验采集配电网中典型接地故障的波形。针对不同介质接地故障零序电流中电弧特征,对零序电流进行相空间重构得到相平面轨迹图,计算信息维数以及吸引子面积特征,依据特征识别量将故障区分为可靠接地故障和不可靠接地故障。进一步通过计算各类型故障平均电导作为故障辨识判据,将故障区分为不同类型。试验结果表明所提方法能够有效辨识不同介质接地故障类型。     

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。