基于多故障判据融合的小电流接地系统单相接地故障选线研究

目前配电网系统中性点接地方式主要以小电流接地为主,但在单相接地故障的选线中依然存在选线准确率和可靠性的问题,特别是当线路中存在不平衡电流或线路中含多次谐波干扰时,单一故障判据往往无法满足所有线路情况,会出现选线误判。为此首先分析了小电流接地系统单相接地的特征,提出了针对不同特征的单相故障选线判据,再利用多故障判据融合并结合多线路故障差异性赋予不同权重,最终通过仿真验证了这种方式相较于单一选线判据,准确率和可靠性均有一定程度提高。     

基于EEMD能量熵的配电网单相接地故障选线方法

提出了基于EEMD能量熵的配电网单相接地故障选线方法。首先通过集合经验模态分解（Ensemble empirical mode decomposition, EEMD）方法提取线路零序电流的故障特征信息,得到一系列零序电流IMF分量和余项,然后计算线路零序电流IMF分量的能量,并构造零序电流IMF分量的能量熵,最后通过比较能量熵值来进行故障选线。理论分析及仿真结果表明,该方法应用于故障选线具有较高的准确率和可靠性。     

基于零序电流幅值比倍增系数的灵活接地 系统故障选线方法

针对灵活接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出一种基于零序电流幅值比倍增系数的灵活接地系统故障选线方法。首先,分析了系统单相接地故障时并联小电阻投入前后中性点与线路零序电流幅值比的变化特征,即：中性点与健全线路零序电流幅值比增大,而中性点与故障线路零序电流幅值比减小。其次,通过引进倍增系数定量刻画幅值比变化趋势,继而构造故障选线自适应判据。此外,利用中性点电感和电阻间接求解小电阻投入后零序电流幅值微弱的健全线路倍增系数,有效降低因零序CT精度限制所导致的选线误判概率。理论分析和仿真结果表明,该方法耐过渡电阻能力可达3000 ?,无需零序电压信息,可靠且适用性强。     

利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线

针对中性点不接地系统单相接地故障选线困难的问题,通过母线故障相接地故障转移与中性点接入小电阻的方式来增强故障信息从而选出故障线路。建立了故障转移阶段、并联电阻投入前后各个阶段的零序网络模型,分析了健全线路和故障线路各自的零序电流幅值的变化特征。在中性点小电阻投入、母线开关分闸前后各馈线零序电流幅值变化明显,健全线路零序电流在母线开关分闸后显著减小而故障线路零序电流增大。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征构建了不接地系统故障选线判据。大量的仿真计算验证了该方法对于不接地系统单相接地故障良好的适应性,有助于进一步提高故障选线准确率。     

基于变电抗的接地选线新方法

针对中性点经可控消弧线圈接地电网单相接地故障选线困难的情况,提出零序电流比幅接地选线新方法。分析了影响小电流接地选线的原因,归纳出小电流接地选线主要要能够捕获暂态信息并作出正确判断。给出了零序电流比幅接地选线法理论推导,得出了小电流接地系统在正常运行和发生单相接地故障时系统主要物理量的计算公式。利用Matlab仿真软件对所提方法的仿真结果表明,该方法运算速度快、抗干扰能力强、选线准确;特别是当单相接地故障发生在故障线路对地电压最小时所提方法也适用。     

小电流接地系统两点单相接地故障选线的研究

分析了小电流接地系统发生两点单相接地故障后零序电流的特征,在完善一点接地故障选线的基础上,提出了一种针对系统发生两点单相接地故障的选线方法,该方法主要利用线路发生两点接地故障时故障线路的暂态零序电流方向与所有非故障线路暂态零序的方向差异最大,母线故障时各线路暂态零序电流方向一致的特点进行第一次故障选线,当该故障线路被切除后,再利用故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流这一特点进行第二次故障选线.理论和大量Matlab仿真表明:该方法适合于各种接地方式的小电流接地系统一点或两点单相接地故障的选线,具有可靠性高、抗干扰能力强的优点.     

一种新的谐振接地系统单相接地故障选线方法

为解决谐振接地系统单相接地故障在小故障合闸角情况下选线准确率不高的问题,利用集合经验模态分解(EEMD)和希尔伯特变换在频带分析方面的优势,提出了一种新的谐振接地系统故障选线方法。通过分析单相接地故障时暂态零序电流的分布特征,比较系统暂态电容电流与衰减直流分量的能量大小,自适应将能量较大的信号用于故障选线。暂态电容电流能量大时通过比较暂态电容电流的极性确定故障线路;衰减直流分量能量大时通过比较消弧线圈与初选线路衰减直流分量的能量确定故障线路。分别对不同故障合闸角,不同过渡电阻的单相接地故障进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法选线准确率高,在小故障合闸角情况下亦能准确选线,具有一定的应用价值。     

结合小波包变换和5次谐波法的谐振接地系统综合故障选线方法

为了提高谐振接地系统单相接地故障选线的可靠性和准确性,提出了一种充分利用故障暂态信息的选线方法,综合考虑了故障线路与非故障线路零序暂态电流小波包分解系数的极性关系和模值关系,定义并计算了各条线路的故障特征值。在各特征频带相同时,可通过比较各线路的故障特征值直接得到选线结果;特征频带不一致时,结合5次谐波法和小波分析自适应地进行故障选线。随机设定了20种单相接地故障,并应用该选线算法进行选线,选线准确率达100%。说明该选线方法不受故障点位置、接地点过渡电阻和故障时刻的影响,具有很高的可靠性和准确度,且在有多回线-缆混合馈线的情况下,具有较高的选线效率。     

基于MAS的小电流接地系统单相接地故障选线方法研究

小电流接地系统单相接地故障选线与定位问题一直是电力系统继电保护领域的热点问题。目前的基于各种选线方法的小电流接地保护装置均存在故障信息单一的缺点,导致选线正确率不高,并且功能单一,多数不具有故障定位功能。文中结合配电网自动化水平逐步提高的条件,应用MAS系统自适应和分布处理的特点,提出了一种新型的基于MAS的小电流接地系统单相接地故障选线方法;该方法能够有效地识别出故障线路,并且能进一步确定故障点所在的线路段,在一定程度上解决了小电流接地系统单相接地故障的定位问题。仿真结果表明了该方法的有效性和可行性。     

配电网单相接地故障选线典型方法实验研究

为验证小电流接地配电系统中各种单相接地故障选线方法的性能,利用暂态行波保护测试仪、宽频功率放大器和自行开发的小电流接地选线装置搭建了测试平台,模拟了不同故障条件和线路结构下的故障,对几种典型的选线方法进行了测试实验,并给出了不同选线方法的有效域。结果表明,所搭建的测试平台能够有效进行选线方法实验;行波选线法优势明显,但在分支线路故障或较小故障初相角条件下可靠性降低;暂态信号选线法在较大过渡电阻或较小故障初相角条件下可靠性降低。行波选线法和暂态信号选线法结合可提高选线可靠性。     

基于补偿参数的多零序电流互感器的小电流接地系统单相接地故障选线方法

采用多零序电流互感器结构和补偿参数介入的方法,研究了小电流接地系统单相接地故障选线问题.设计了系统的拓扑结构,分析了不同性质补偿参数对各零序电流互感器电流幅值和相位影响的规律及对故障选线灵敏度的影响问题.分析了不同补偿参数条件下流过故障点零序电流的变化规律及故障电流的安全性问题.该选线方法的选线判据具有很高的可靠性和适...     

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。     

瞬时特征下极限学习机在接地故障诊断中的应用

为消除小电流系统下接地故障诊断准确性受系统中性点接地方式、故障类型以及故障位置等因素的影响,分析了系统在各类单相接地故障下的零序电流,提出了一种基于改进的希尔伯特-黄变换和极限学习机的接地故障检测方法。首先用小波变换对信号进行多频带划分,再根据对地电容的充放电特性筛选出的特征频带并进行希尔伯特-黄变换,得到各条线路零序电流的瞬时能量特征,最后利用灰狼算法和粒子群算法对极限学习机进行多层次优化,得到同时具有故障类型识别和选线功能的分类器。设计一款基于数字故障指示器采集和主站数据处理的故障检测系统。经测试,该方法能准确判断故障类型并完成选线,准确度达到90%以上。     

小电流接地系统单相接地故障选线方法分析

我国大多数配电网广泛采用小电流接地系统,此类系统发生故障最多的是单相接地。如何快速准确地检测出故障线路一直是一个重要的研究课题。本文介绍了有关小电流接地系统单相接地故障选线方法,对现有的一些选线原理做了系统的归纳,并且进行了分析和比较,提出了尚需解决的问题。     

模极大值均方根比在配网暂态接地故障选线中的应用研究

针对小电流接地系统单相接地故障暂态量电流特征,给出一种以零模电流模极大值均方根比值为判据的接地故障暂态选线方法。利用小波包分析和奇异性检测理论对故障线路与非故障线路零模暂态电流奇异性差异进行分析,计算选线频带内各线路零模电流的模极大值序列及模极大值的均方根值,并根据均方根比值确定故障线路。理论分析和EMTP大量仿真试验结果表明,该方法能适应工程应用中可能存在的影响因素,具有灵敏度高、自适应能力强、选线准确等特点。     

基于现场实录波形的小电流接地故障暂态选线研究

为解决小电流接地系统单相接地故障特征不明显的问题,借助小波理论提出了基于DS证据理论的融合判据。首先确定小波基及小波分解尺度,并构造小波能量矩阵以确定故障特征频带。进而,在此特征频带下提取出三种故障特征:小波能量比、小波重构系数方差及暂态功率方向,并分析对比了三种特征的灵敏性。考虑到各个故障选线特征的检测灵敏性不同,为了提高选线准确率,进一步提出了基于DS证据理论的选线融合判据。最后,对现场实录波形进行分析。分析结果表明,该融合判据能够有机融合三种选线特征,提升选线正确率,具有较好的工程应用价值。     

基于AGM曲线能量的配电网故障区段定位方法

配电网发生单相接地故障后,准确识别故障区段对配电网的安全稳定运行具有重要意义。因此,根据单相接地故障后故障点异侧暂态零序电流波形趋势差异显著的特点,本文提出一种基于暂态零序电流自适应全局均线能量的故障区段定位方法。首先,利用极点对称模态分解得到反映故障后暂态零序电流波形趋势的自适应全局均线;然后,利用故障后暂态零序电流自适应全局均线的能量差,描述故障后暂态零序电流波形趋势的差异程度,构建判据确定故障区段。仿真结果表明,该方法在不同故障条件下均可准确识别故障区段。     

基于卷积神经网络多判据融合的井下电网故障选线方法

针对矿井电网消弧线圈接地系统单相接地故障选线方法准确率和可靠性不高的问题,提出基于卷积神经网络多判据融合的选线方法。主要分析了深度学习模型——卷积神经网络的结构与原理,通过快速傅里叶变换和小波变换从故障信息中提取5次谐波分量、小波分析模极大值、衰减直流分量和高频暂态分量作为原始输入数据,并利用改进LeNet-5模型强大的学习能力和泛化能力对其进行融合。基于Matlab软件搭建井下电网仿真模型,结果表明该方法准确性高、可靠性强。     

基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法

现有配电网单相接地故障保护技术在高阻接地故障时无法可靠启动,选相与选线结果易受三相不对称的影响。针对这一问题,提出了基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法。在三相不平衡过电压动态抑制的基础上,分析了故障前后注入电流与馈线零序电流特征。根据故障发生后注入电流变化量特点构建了接地故障动态感知判据,利用注入电流变化量的相角与幅值分别进行故障相识别与过渡电阻计算,通过比较各馈线零序电流变化量有效值进行故障选线。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提方法进行验证,结果表明所提方法能够准确识别高阻接地故障,选相与选线结果不受三相不平衡与系统对地电容大小影响。     

小电流接地系统单相接地故障选线空间域图像生成及融合方法

为发挥深度学习算法特征自学习及其在图像处理领域的优势,避免当前小电流接地系统单相接地故障选线中人工提取故障特征信息缺失的问题,提出了一种通过生成故障电流全信息空间域图像,再利用图像识别与分类算法实现故障选线的方法.所提方法首先使用三相电流构建三维空间域图像,并分别在3个平面上进行投影得到多幅投影图像,解决了获取二维图像的关键问题;然后对投影图像进行二次像素级图像融合,得到了相应的RGB彩色图像,最后使用深度学习算法对图像进行识别与分类从而实现故障选线.将所提方法与已有方法的故障选线结果进行对比,结果表明所提方法在多种因素影响下,均不损失故障信息,图像故障特征更明显、分类准确率更高,且具有抗噪声能力,证明其用于小电流接地系统单相接地故障选线具有可行性.