一种小电流接地系统故障定位新方法

针对小电流接地系统故障定位难的问题,提出了一种利用暂态零模功率的馈线自动化系统故障定位新方法。该方法利用故障位置同侧两点的暂态零模功率波形相似,相关系数接近于1;而故障位置两侧两点的暂态零模功率初始极性相反、波形差异大、相关系数接近于0这一特征。通过求取的相关系数值与阀值进行比较,若大于阀值,判为健全区段;若小于阀值,则为故障区段。得出了不同电压初相角与不同过渡电阻时的相关系数值。通过求取相关系数的最大值,避免了FTU数据采集不同步引起的计算误差。ATP仿真验证了该定位方法的有效性。     

基于暂态零模功率的小电流接地故障定位方法研究

针对小电流接地系统(NUGS)发生单相接地时,故障区段两侧的暂态零模功率初始极性相反、波形差异大,非故障区段两侧的暂态零模功率初始极性相同、波形差异小这一特征,对现有基于暂态零模功率相似性的定位方法进行了实用化改进,提出了相关系数阈值的自适应确定方法。大量的ATP-EMTP仿真表明,该故障定位方法准确可靠,具有不受电压初相角、接地电阻和中性点接地方式的影响等优点。     

小电流接地系统输电线路故障定位新方法

在分析小电流接地系统单相接地故障暂态零模功率特性的基础上,提出了一种利用暂态零模功率求取相关系数进行故障定位的方法.该方法利用故障点上游或下游两检测点的暂态零模功率波形相似度高,相关系数值接近于1;而故障点两侧检测点的暂态零模功率波形差异较大、相关系数值小这一特征,将相邻两检测点求得的相关系数值与事先设置好的阈值做比较...     

基于暂态零模电流的配电网故障定位新算法研究

分析了配电网暂态零模电流的分布情况,引入了相关性理论,根据故障线路的暂态零模电流有效值最大且与非故障线路的内积小于0,故障点两侧的暂态零模电流极性相反,波形差异大,相关系数小于阀值且接近0的特征,提出了基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法,给出了故障定位步骤.MATLAB仿真结果表明,所提出的基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法正确,具有不受电压初相角、接地电阻、中性点接地方式制约等优点.     

基于暂态零模电流的配电网故障区段定位

为降低小电流接地系统通信过程中小波扰动（噪声）对暂态电流法的干扰,减小因采样频率增加造成的通信网络负担,解决故障两侧馈线终端不同步的问题,提出了一种小电流接地系统的故障区段定位方法。通过检测故障区段两侧的暂态零模电流,提取其中的极值,并计算其衰减程度,利用其极性进行辅助定位。数值仿真的结果验证了所提方法的有效性,该方法可以大大降低各检测点暂态零模电流上传或者相互交换过程中的数据传输量。     

基于暂态零模电流近似熵的小电流接地故障定位新方法

提出一种通过计算暂态零模电流近似熵确定小电流接地故障区段的新方法.该方法以故障点两侧暂态零模电流波形差异较大为基础,分别求取沿线各检测点暂态零模电流的近似熵.健全区段两端暂态零模电流近似熵基本相同,其近似熵之比接近1;故障区段两端暂态零模电流近似熵差异大,其近似熵之比(数值小的与数值大的之比)最小,利用此特征可以确定故障区段.该方法数据传输量小,各检测点不需要精确时间同步.最后通过仿真和现场试验验证了该方法的正确性.     

基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法

动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)距离可度量2个时间序列的相似性,且具有良好的耐同步误差特性和容错特性。配电网发生单相接地故障时,流过线路健全区段两侧的暂态零序电流几乎为同一电流,采样数据差异小,DTW距离也较小;而流过故障区段两侧的暂态零序电流存在明显差异,DTW距离较大;据此,提出一种基于暂态零序电流数据DTW距离的配电网小电流接地故障区段定位方法。当各馈线终端(feeder terminal unit,FTU)启动算法检测到接地故障发生后,将检测到的故障前后共1个工频周期的暂态零序电流采样数据上传主站,主站基于给定的故障区段搜索策略,通过计算相关暂态零序电流的DTW距离确定故障所在区段。该方法区段搜索效率高,故障定位速度快,各FTU启动时间同步误差及上传数据误码对定位准确性影响小。仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。     

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。     

应用小波熵的小电流接地系统故障区段定位方法

提出了一种利用暂态零序电流小波包能谱相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法。该方法根据小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点两侧暂态电流在不同频段下能量值及能量分布存在较大差异的特点,通过馈线上安装的FTU等检测设备,计算并上传特定数据窗内的暂态零序电流小波包节点能量,主站结合网络拓扑计算相邻两检测点改进能谱相对熵,以确定故障区段。提出了小波包能谱熵的改进方法,能够进一步提高故障辨识的灵敏度;提出了利用模极大值选取分析数据窗的方法,能够避免对时误差的影响。通过数字仿真验证了该方法的可行性。     

基于分布式智能的小电流接地故障定位技术研究

配电网小电流接地系统单相接地故障时,故障点两侧的暂态电流信号相似程度低,同侧的相似程度高,以此为基础提出一种分布式智能的小电流接地故障定位方法。该方法利用相邻的馈线终端(Feeder Terminal Unit,FTU),通过对等通信交换彼此采集的故障信息,并计算暂态电流信号的相似系数来实现故障的定位。由于它不依赖主站,故障区段定位速度快,通信压力小,可显著提高供电可靠性。通过静模试验验证了分布式智能故障定位的可行性。     

暂态零序电流波形差异的单相接地故障选线

配电网结构日趋复杂,系统发生单相接地故障的概率较高。文中在选定频段(SFB)内配电网零序电流分布特征研究的基础上,提出了基于暂态零序电流波形差异的配电网单相接地故障选线新方法。该方法利用小波包变换引入基于SFB的馈线零序电流特征分量的概念,定义符号化处理后的各馈线零序电流特征分量的互差绝对值之和为馈线零序电流波形差异系数,并根据故障馈线零序电流波形差异系数最大的特点进行选线,凸显了故障馈线与健全馈线之间的差异。PSCAD仿真表明文中方法选线准确率和可靠性高,不受故障电阻、故障距离、中性点接地方式、电弧和噪声的影响。     

中性点非直接接地系统零序网络的相频特性

暂态零序分量是中性点非直接接地系统单相接地故障选线的主要研究对象。为了揭示暂态量分布的频域特性,以线路分布参数模型为基础,全面分析了发生单相接地故障后的零序网络相频特性。通过PSCAD仿真分析了单条线路的零序阻抗相频特性曲线,研究了不同的线路参数、出线长度、线路结构和分支线路等因素对其的影响;仿真分析了整个零序网络中各条出线的相频特性曲线,研究了接地方式对其相频特性的影响。分析表明:单相接地故障发生后,故障线路测量到的是所有健全线路组成的零序网络的相频特性,其特性取决于系统接地方式以及健全线路的相频特性;线路首容性频带并不是一成不变的,基于暂态零序信号的选线方法要能够自适应地寻找线路的首容性频带,提取频带内的暂态信息。并且要依据频带内各条线路电流之间或电压与电流之间的关系形成选线判据。     

基于零序暂态电流方向判断的小电流接地选线方法

当非直接接地的配电网发生单相接地故障时,大部分情况下故障电流的稳态分量较小或为0,导致许多基于稳态分析的小电流接地选线装置的选线效果不理想。作者分析了6 kV模拟电网的大量实验数据,得到电弧接地故障时故障线路与非故障线路零序暂态电流的特征。在此基础上提出用各线路零序暂态电流相互点积积分平均值的正负来判断故障电流的方向,并采用一个时间段的积分平均值作为判断量,有效地提高了故障选线的准确性和可靠性。该方法计算量较小,能在单片机上实现,并具有在线纠错能力,对中性点不接地或经消弧线圈接地的电网均有效。     

基于波形相关性的直流配电网主动式接地故障选线

采用小电流接地方式的直流配电网发生单极接地故障时故障特征较弱,为准确可靠选出故障线路,文中提出基于注入信号波形相关性的接地故障选线方法。所提方法首先将预先设计的附加控制策略施加于直流配电网的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)上,实现探测信号注入。然后结合零模网络,得出故障特征为：各条健全馈线首端计算的特定频率零模电流流向相同、而其与故障馈线首端计算的零模电流流向相反。最后,基于该故障特征设计选线判据,引入皮尔森相关性系数比较各条馈线的归一化零模电流和总归一化零模电流的相关性,根据健全馈线相关性系数接近于1、故障馈线相关性系数接近于-1的特征完成故障选线。仿真结果表明,所提方法在高阻接地故障下能可靠识别发生在母线或各条馈线任意位置的单极接地故障。     

小电流接地故障选线技术综述

章介绍了小电流接地方式的发展简况，在分析小电流接地故障稳态与暂态信号变化特征的基础上对各种接地选线技术进行了评述。章还介绍了一种最近开发出的利用暂态信号的接地选线技术的应用情况，这种新技术灵敏度高、可靠性好，特别适用于谐振接地电网。关于小电流接地电网发生高阻单相接地故障时接地选线的可靠性问题还需要进一步研究解决。     

基于幅值特征和Hausdorff距离的配电网故障定位方法

为了消除单相接地故障下配电网区段定位受系统中性点接地方式、不同过渡电阻以及线性相关法定位盲区等因素对定位准确性的影响,提出一种幅值特征下基于Hausdorff距离算法的故障区段定位方法。首先,分析了零序电流暂态分量故障特征,明确健全区段、故障区段两端零序电流暂态分量幅值特征的关系。其次,引入Hausdorff距离算法,测算馈线区段两端零序电流暂态分量幅值特征匹配度,进一步通过与设定阈值的比较,可以有效区分出故障区段。仿真验证结果表明,所提方法无定位盲区,在不同系统接地方式、不同接地过渡电阻下均能够准确定位故障区段。     

基于聚类分析和相关分析的故障选线方法

为准确选出谐振接地系统单相接地故障线路,提出一种相关分析与聚类分析相结合的选线方法。根据系统单相接地故障后零序暂态电流在故障线路和健全线路的差异,首先运用相关分析得到各线路零序暂态电流的综合相关系数并以此选取候选故障线路;然后求取各线路零序暂态电流之间的综合欧氏距离,以综合欧氏距离为基础对各线路进行聚类分析,依据聚类结果结合相关分析得到的候选故障线路最终确定故障馈线。理论分析和大量仿真结果表明,该方法可以有效避免运用相关分析法时因各线路零序电流相关性减弱造成的选线误判问题,并且选线结果准确、可靠。     

小电流接地故障暂态方向保护原理研究

分析了小电流接地系统接地故障暂态零序电压电流特征。根据线路的相频特性将频率分为不同区段，论证了在一选定的低频区段内，所有健全线路分别可用一集中电容等效；在该选定频段内，故障线路暂态零序电流或无功功率方向与非故障线路相反。据此提出了检测暂态零序容性电流或无功功率方向的暂态方向保护算法。该方法灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。实际故障数据验证了该方法的正确性。     

谐振接地电网故障选线相关分析法

对于谐振接地电网,发生故障前,故障馈线与健全馈线零模电流中的不对称分量具有较强的相似性,它们之间的互相关系数会受到不对称分量的影响.对各线路故障零模电流,用故障发生之后第1个周期采样数据对应减去故障发生前1个周期采样数据,得到零模电流的纯故障分量.提出一种基于零模电流纯故障分量的相关分析选线方法,对各馈线故障零模电流的纯故障分量在一定数据窗下进行综合相关度分析,选择最小的综合相关系数对应的馈线为故障馈线.该选线方法具有较强的抗电弧接地能力,能有效地克服系统不对称的影响.理论分析及仿真结果表明,该方法选线结果准确、可靠.进一步提高了选线保护的裕度.