配电网单相接地故障柔性自适应消弧新方法

针对已有消弧柜和柔性电压消弧技术未考虑故障线路阻抗压降问题,提出基于故障点处电压抑制的配电网单相接地故障柔性电压消弧新方法.通过2次注入补偿电流计算中性点至故障点压降,再调控零序电压至该压降,将故障点处电压抑制为0.为防止2次注入任意电流导致接地故障电流增大的问题,提出将柔性电流消弧法作为柔性电压消弧新方法投入前的过渡...     

中压配电网单相接地故障熄弧后的电气特征分析

配电网单相接地故障熄弧后的电气变化规律不仅决定过电压水平、电弧是否重燃以及重燃时的电气特征,更将对故障诊断方法的适应性与可靠性产生影响。利用配电网单相接地故障等值电路对系统故障恢复过程进行了分析,发现不同接地方式系统的零序网络在熄弧后均存在衰减的振荡过程。其中不接地系统的零序电压幅值大、振荡频率远低于工频、持续时间长,相电压存在较长时间的过电压。经消弧线圈接地系统的零序电压幅值大、振荡频率略大于工频、持续时间一般在5个周期以上。由于拍频现象会导致故障相1.1倍以内的过电压,经小电阻接地系统振荡频率远高于工频且幅值小、衰减速度快。利用ATP-EMTP验证了3种配电网接地方式下系统单相接地熄弧后恢复过程符合上述规律。     

配电网单相接地故障有源消弧技术综述

多种形式的新能源、大量电力电子用户等越来越多的接入配电网是必然的发展趋势,这可能会导致接地故障电流中的无功分量、有功分量及谐波含量越来越大。采用消弧线圈的无源消弧技术依旧存在单相接地故障残流的无功分量、有功分量和谐波分量较大等问题。采用外加注入主动干预方式的有源消弧技术成为解决此类问题的有效手段。本文对配电网单相接地故障有源消弧技术的研究现状进行总结综述,主要阐述了有源消弧装置结构和控制算法两部分内容。首先,从成本、优缺点、连接方式等方面对消弧装置硬件结构进行分析。其次,将电压消弧算法、电流消弧算法、综合消弧算法的优缺点进行对比研究。最后从有源消弧技术的硬件结构和控制算法两个方面进行了展望,并给出了后续研究可能存在的问题以及可能的研究方向。     

计及换相失败的输电线路单相接地故障熄弧时刻识别

针对含直流馈入交流输电线路单相跳闸后换流阀换相失败导致重合闸判据失效的问题,提出基于故障相时移电压能量比的熄弧时刻识别策略。首先,基于换流器开关函数理论,研究逆变侧换相失败时换流阀两侧电压电流相互作用关系。然后,对带并联电抗器交流故障相端电压特征进行分析,得到熄弧前后的电压幅值波动差异。最后,计算故障相电压能量分布,利用时移电压能量比确定单相接地故障二次电弧熄弧时刻。在PSCAD/EMTDC平台的仿真结果验证了所提识别策略的有效性。     

配电网快速故障点转移熄弧方法的有效性在线辨识研究

针对中性点不接地系统快速故障点转移熄弧方法在故障相母线接地期间无法判断原故障点故障状态的问题,分析了线路重载和轻载两种情况下站内可测电气量的特征差异。当线路重载时,若原故障点故障未消除,两同相接地点间的大地支路将对负荷电流产生分流,推导叠加负荷分量的母线接地点电流表达式。利用幅值和相位偏移度是否超过所设门槛值判断原故障点状态。当线路轻载时,若原故障点故障未消除,两同相接地点使中性点不接地系统零序通路改变。利用对称分量法分别计算一点接地和两点接地时的故障线路零序电流,利用零序电流偏移度判断原故障点状态。设计了故障相母线接地期间原故障点状态辨识及动作流程,并通过ATP仿真软件对提出的方法进行了仿真验证。     

10 kV不接地系统单相接地故障熄弧模拟试验研究

在绝缘子两端并联熔丝,通过熔丝熔断引弧模拟绝缘子闪络,研究单相接地故障熄弧时间。在10 kV模拟配电网中对P-15、P-20型针式绝缘子进行试验,配置电容器改变故障点电流,通过统计学方法得到不同电流下置信度为95%的熄弧时间。同时,改变熔丝直径,比较不同熔丝材料及连接方式对熄弧时间的影响,通过本文的试验方法可以测定不同故障电流、不同工况下单相接地故障熄弧时间,从而为单相接地故障处理装置判断单相接地故障性质提供参考。     

计及故障距离的配电网单相接地有源消弧法

传统有源消弧法通过控制母线处故障相电压实现消弧,由于故障线路上存在电压降落,故障点电压与母线测量点电压存在偏差,难以实现可靠消弧.本文提出了一种基于故障距离估计的有源消弧方法,采用二分法估计故障距离,计算合适的参考电压,根据故障距离估计值和负荷阻抗调整逆变器参考电压,通过逆变器跟踪参考电压实现对故障电流和恢复电压的抑制...     

基于多变量解耦控制的配电网单相接地故障集成化柔性消弧方法

随着静止无功补偿装置、柔性消弧装置、大功率逆变器等电力电子装备应用逐渐增多,配电网柔性化加快发展,但已有电力电子装备存在功能单一、成本高等问题.基于直流侧并接储能元件的直挂式级联H桥变流器,将多变量解耦控制方法与电流消弧方法相结合,实现柔性电力电子装备输出电流在dq0坐标系下的独立调节,使单套柔性电力电子装备同时集成配电网有功功率、无功功率双向流动控制,以及单相接地故障柔性消弧功能,有效提高电力电子装备的利用效率.理论分析以及功率控制和单相接地故障消弧建模仿真结果验证了所提方法的可行性.     

基于SVG两相电流注入的配电网单相接地故障消弧方法

针对中压配电网单相接地故障,研究了基于级联H桥静止无功发生器(SVG)两相电流注入的有源消弧方法。当配电网正常运行时,SVG工作于无功补偿模式;当配电网发生单相接地故障时,SVG中性点接地,SVG两个非接地相桥臂向配电网中注入消弧补偿电流,从而减小接地点的故障电流,通过复用已有的SVG设备,替代了传统的消弧线圈。文中讨论了SVG消弧电流注入方式与SVG直流侧电压平衡控制之间的关系,并详细分析了SVG两相电流注入消弧的工作模式和消弧控制器的设计方法。基于MATLAB/Simulink环境的10 kV仿真平台以及380 V三相四级联的低压SVG样机进行仿真和实验验证,仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于模型预测控制的配电网单相接地故障有源消弧

针对配电网非有效接地系统长期存在单相接地故障消弧的难题,现多采用附加有源补偿和消弧线圈相结合的方案对接地故障电弧进行抑制,而有源补偿系统的控制策略的性能直接决定了消弧的性能,本文设计了一种基于预测控制的有源消弧的实现方案,分析了采用注入电流方式的有源消弧的原理,采用三级联多电平H桥的有源补偿的拓扑,优选了代价函数,设计了基于预测控制的有源电流消弧闭环控制系统方案。该方案较PI控制策略的有源电流消弧闭环控制系统具有无需进行参数整定,即能实现对多次谐波电流的精确追踪,能进一步实现对接地电流的有效补偿。仿真分析以及实验验证均表明：本文所提的方案能够更加有效的抑制接地故障电流,满足不同场景下可靠消弧的要求     

基于积分比分布的单相接地故障熄弧时刻识别策略

现有自适应重合闸在识别出瞬时性故障后普遍经过固有延时合闸,忽视了故障点电弧熄灭与否,为进一步提高重合闸的自适应能力,有必要对故障熄弧时刻进行识别。通过计算分析超高压线路接地点熄弧前后故障相端电压特性,对比发生瞬时性故障时故障相端电压绝对值函数在二次电弧阶段和恢复电压阶段的差异,发现二次电弧阶段绝对值函数的积分在相邻时间窗内大小始终不变,积分比约为1,而恢复电压阶段初期相邻时间窗内的积分存在显著差异,其积分比出现较为明显的突变。通过设定上下阈值,将故障相端电压绝对值函数积分比作为熄弧时刻识别判据,若积分比连续5次超过所设阈值,则判断故障熄弧。大量EMTP-ATP仿真表明,该判据能可靠识别熄弧时刻,且不受并联补偿度、故障位置以及过渡电阻影响,具有较强的自适应性。     

消弧线圈接地系统的单相接地选线研究

就消弧线圈接地系统的接地选线问题,论文进行了详尽的分析和研究,特别是推出了专利（200510020427.9）提出的单相接地选线方法,该方法采用瞬变信号正弦逼近方法求取线路零序电流的瞬时幅值和瞬时初相位,实现了基于单相接地瞬间暂态特征的接地选线原理和基于消弧线圈补偿特征的接地选线原理,其选线适应性强和选线准确率高,是一种在原理上和实现方法上都理想的消弧线圈接地系统接地选线方法。论文还给出了该方法在现场应用中的接地选线结果。     

大型汽轮发电机定子单相接地故障定位新方法

发电机定子绕组单相接地故障定位能扩展目前定子接地保护的功能,为快速检修故障提供依据。分析了大型汽轮发电机的电动势分布特征,推导了定子绕组电势与故障位置的关系,给出了新的定子绕组电势表达式。分析了定子绕组单相接地故障时零序电压、三相电压的幅值变化特征,推导了三相电压幅值变化与故障位置和接地电阻的关系。在此基础上,提出了一种综合利用零序电压和三相电压幅值特征的定子绕组单相接地故障定位新原理。理论分析和仿真计算表明:应用本方法能可靠识别故障位置,且该方法不受中性点接地方式的影响。该方案仅需要零序电压和机端三相电压,简单易行,不需增加额外设备,适用于高阻接地故障,仿真数据验证了算法的可行性。     

考虑参数不对称的配电网单相接地故障柔性消弧方法

为了解决配电网参数不对称导致的中性点位移过电压以及消弧不彻底的问题,在配电网正常运行时利用闭环控制对中性点电压进行调控,自动跟踪配电网结构参数的变化,实现不平衡电压的快速精准抑制。设计注入电流反馈控制环节,结合不平衡电压调控过程以及故障后的零序电流和零序电压,仅注入一次电流便可实现故障辨识、故障选相并求得故障可靠消弧所需的注入电流参考值。仿真分析验证了闭环控制能够有效跟踪、抑制中性点不平衡电压,所提柔性消弧方法在系统参数不对称的情况下,故障判别精度高,故障消弧效果良好。     

配电网单相接地故障处理保护化关键技术

为了提高中性点非有效接地系统单相接地故障处理能力,论述了变电站内外单相接地保护化的实现方式。探讨了跳闸延时时间、重合闸后故障性质判断、零序电压变化暂态过程影响的克服、间歇性弧光接地的处理、相继故障处理等关键技术问题及其解决途径。阐述了构筑消弧线圈系统、站内单相接地保护和调度自动化系统自动推拉组成的单相接地故障处理三道防线的概念,提出了依靠现场系统测试来保障单相接地保护应用效果的方法。结合西安市三环以内56个变电站单相接地保护化改造案例及其成效,说明所建议方法的可行性和有效性。     

中性点不接地系统单相接地故障选线新方法

针对中性点不接地系统提出了一种判断单相接地故障发生位置的新方法。首先根据零序电流的大小初选出可能发生故障的线路,再根据这几条线路零序电流相对量的大小来准确判断单相接地故障具体发生的位置。基于MATLAB对此方法进行了仿真计算分析,其结果表明,该方法所述判据简单可靠,不论干线上发生单相接地故障,还是支线上发生单相接地故障,判断结果与实际情况相符。     

基于小波和深度学习的配电网单相接地故障辨识

随着配电网规模的不断扩大,发生单相接地故障后产生的危害也愈加严重,为避免故障进一步升级,必须迅速采取措施切除故障.配电网故障辨识有利于快速查明故障原因,进而采取相应措施切除故障.同时,故障辨识也是故障选线的前提.针对上述情况,文中介绍了一种利用小波分析提取故障特征量并用深度神经网络进行故障辨识的方法.结果 表明,该方法...