中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障暂态电流分析

通过对中性点经消弧线圈接地系统单相接地时零序暂态电流的频域分析和时域分析,得出接地导线中零序暂态电流的峰值比健全线路中零序暂态电流的峰值大许多,比较峰值的大小可以识别故障线路,同时得出零序暂态电流的方向是不确定的,不宜采用零序暂态电流的方向作为选线判据.     

含DG的小电流接地系统单相接地故障定位

对比分析含分布式电源(DG)与不含DG的小电流接地系统在发生单相接地故障时暂态零序电流的特点,得出DG的加入不影响各线路的暂态零序电流分布。因暂态零序电流中存在多个频率分量,虽然对于某一频率而言,故障线路与健全线路电流相位(方向)相反,但多个频率的叠加会使得这样的方向性变得模糊。采用小波变换的Mallat算法对各线路的暂态零序电流进行分解和重构,从而获得低频逼近部分aN和高频细节部分dN。据此,提出选线判据:对于含DG的小电流接地系统,在暂态零序电流的初始阶段,故障线路暂态零序电流的细节分量幅值是所有健全线路的幅值之和,相位与健全线路相反。最后,建立仿真模型,对含DG的中性点经消弧线圈接地系统和中性点不接地系统进行了仿真实验,实验结果证明该方法故障判别准确,选线灵敏度高,实用性强。     

小电流接地电网单相接地故障的暂态特性

针对小电流接地系统单相接地故障接地选线困难的问题,通过理论分析、仿真研究和大量6kV模拟实验验证,深入研究了该型故障的特征,着重研究了电弧接地故障时暂态零序测量电流的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系。结果表明:①电弧接地时,零序电压和各馈线零序电流中都有高频衰减的暂态分量。暂态分量的频率主要与变压器漏抗、电网对地电容和相间电容有关,频率约在0.3～3kHz之间。暂态分量的特征基本不受中性点接地方式的影响。②故障线路与非故障线路的暂态零序电流在频率、衰减速度等特性上相同。非故障线路暂态零序电流的大小与本线路对地电容的大小成正比,而故障线路暂态零序电流等于所有非故障线路暂态零序电流之和,但方向相反。③单相接地故障发生在相电压最大值附近时暂态零序电流最大,发生在相电压过零点附近时最小;暂态零序电流的衰减速度随电弧电阻的增大而加快。这些暂态特性可为研究基于单相接地故障暂态分析的接地选线方法提供理论依据。     

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     

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.     

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。     

基于暂态零序电流变化率的小电流接地系统单相接地故障选线方法的研究

首先,对小电流接地系统的单相接地故障进行仿真,分析故障后暂态零序电流的特征,即在暂态初始阶段的暂态故障电流主要由暂态电容电流所决定,因此故障线路的暂态零序电流幅值最大。若忽略暂态电感电流,则故障线路的暂态零序电流幅值等于所有健全线路的幅值之和,且方向与非故障线路相反。因此,在求得各线路的暂态零序电流变化率后,通过比较它们的大小和极性就能准确定位出故障线路。最后,采用Matlab搭建仿真模型,对不同的电压初始相角、过渡电阻、故障位置以及中性点的不同接地方式进行仿真实验。仿真结果证明该方法能够准确、迅速地定位出故障线路,具有较强的可靠性、实用性。     

基于暂态录波型故障指示器的小电流接地系统双回线路异相接地分析*

10 kV配电设备运行环境日趋复杂,接地拉路查找故障点用时较长。当发生单相接地短路故障时,通过暂态录波型故障指示器合成的零序电压启动研判,再通过横向对比故障线路、非故障线路的零序电流大小和方向,纵向对比故障线路的零序电流大小和方向,进行故障线路、故障分支线路选线、选段,可提高故障查找效率。利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,分析电网各节点三相电流、零序电流波形,同时在小电流接地系统双回线路异相接地实际故障中采集暂态录波型故障指示器实测波形,均有效验证了通过零序电压、零序电流研判故障的实用性。     

利用暂态零序电流波形特征的谐振接地系统故障选线方法

消弧线圈接入配电网大大削弱了单相接地故障特征,导致准确选线存在较大困难。通过建立谐振接地系统单相接地故障暂态零序网络,分析发现所有健全线路暂态零序电流波形高度一致;而故障线路暂态零序电流波形与健全线路差异显著,构建了利用暂态零序电流波形互相关系数的故障选线方案。仿真计算结果为:健全线路之间暂态零序电流波形互相关系数计算结果接近1;健全线路与故障线路之间暂态零序电流波形互相关系数计算结果接近-1。计算结果表明,该方法能够有效识别故障线路,具有良好适用性。     

基于线路零序频率特性的小电流接地系统故障选线

根据均匀传输线路的频率特性,对于空载线路,当频率小于fm时,线路输入阻抗呈容性,线路可用一集中电容等效。小电流接地系统发生单相接地故障时,对零序分量而言,非故障线路相当于空载。根据这一特点,对小电流接地系统中线路的零序参数相频特性进行研究,得出系统发生单相接地故障时不同频带上暂态零序电流特性。在选定频带SFB(SelectedFrequencyBand)内,非故障线路零序电流极性和故障线路相反。应用小波包对各线路的暂态零序电流进行分解,小波包系数的符号代表了相应频带零序电流的极性,通过比较SFB内小波包系数的符号,便可找出故障线路。EMTDC仿真试验结果表明该方法可以准确地实现单相故障选线,并验证了文章对输电线路零序输入阻抗相频特性分析的正确性。     

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。     

小电阻接地系统断线状况分析

通过对单相接地断线的仿真计算,分析在断线单相接地中过渡电阻和负荷电流,对零序电流、负序电流、零序电压的影响作用。对各种不同负荷、经不同过渡电阻接地情况,提出利用现有微机保护装置中的功能资源,对断线接地报警的整定提出建议和初步方案。     

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。     

解决电压互感器二次侧故障对距离保护影响的新方法

分析了电压互感器（TV）二次侧两点接地故障对电压的影响,得出TV二次侧两点接地只影响零序电压,从而影响接地距离保护的正确动作。提出了一种基于参数识别的距离保护原理。该原理基于输电线路R-L模型,采用准确测量的零序电流在系统阻抗上的电压降代替受影响的零序电压,有效地解决了TV两点接地故障对接地距离保护的影响。ATP仿真和现场数据验证了该原理的正确性和可靠性。     

6～10kV线路单相接地故障零序全电流选线研究

在中性点不接地系统中发生接地故障时，如何快速准确地选出并隔离故障线路，对电网的安全运行非常重要。通过对中性点不接地配电网单相接地故障时零序全电流的分析，得出利用零序全电流的大小和方向故障选线的新方法，该方法与利用零序基波电流的大小和方向故障选线比较，选线信号容易获得，且是接地电流的全部信息。这对故障线路的识别、提高选线的准确率及微机选线装置的开发是有利的。     

调容式消弧系统的故障选线分析

对现有选线方法进行分析,对选线系统所面临问题进行了探讨,提出了采用消弧线圈和小电流选线一体化思想。当系统单相接地时,通过改变消弧补偿系统的脱谐度来计算各馈线回路的零序电流变化量选出故障线路,试验结果表明,该方法可以准确地实现小电流接地系统单相接地故障的选线,并且无需区分暂态和稳态过程。     

配网缆-线混合线路故障选线相对能量法

配电网发生单相接地故障时,故障零序电流首半波暂态能量集中,故障信息丰富,提出了一种利用特征频带相对能量的自适应故障选线方法.利用形态滤波器对各条线路暂态零序电流进行滤波预处理.应用小波包分解,按照能量最大的观点确定各条线路暂态零序电流的特征频段,剔除稳态分量及其他频带信息,提高选线的裕度.通过比较特征频段下故障后一个周期内首个1/4周期和最后1/4周期的相对能量大小,形成故障选线判据.理论分析及大量的仿真结果表明,该方法有效提取并充分利用了故障暂态信息,放大了故障暂态特征,避开了电流互感器饱和引起的间断角对选线准确性的影响,对于配网缆-线混合线路故障选线,该方法准确、可靠.     

基于重构误差及多尺度交叉样本熵的谐振接地系统故障选线

针对大量应用电缆线路导致的谐振接地系统单相接地故障时选线正确率下降的问题,提出一种基于计算馈线暂态零序电流重构误差及其低频分量多尺度交叉样本熵的故障选线方法。谐振接地系统单相接地故障时由于消弧线圈补偿作用,故障线路暂态零序电流相位、周期变化均与健全线路不同。利用相位变化不同,通过同步挤压小波逆变换对暂态零序电流进行重构并计算误差。利用周期变化不同计算暂态零序电流低频分量多尺度交叉样本熵。重构误差、交叉样本熵之和均为最大值的线路即为故障线路。大量仿真结果证明,该方法受不同故障条件影响较小,可靠性高,抗干扰性强。     

基于五次谐波和小波重构能量的配电网单相接地故障的选线方法研究*

对配电网经常发生的单相接地短路故障,因为故障点电流非常小,很难通过五次谐波幅值比较来准确地判断故障线路。提出了五次谐波和小波包能量相结合的方法。利用小波包对各线路的零序电流的五次谐波进行三层小波包分解,对第三层重构系数进行能量计算求出总的能量值。通过比较各线路零序电流五次谐波的能量值判断出故障线路。搭建了10 kV中性点经消弧线圈接地的小电流单相短路接地系统的仿真模型,结果表明五次谐波与小波包能量结合的分析方法能够准确地进行故障选线。     

HVDC单极闭锁暂态特性的桥差保护动作分析

针对高肇直流工程一起桥差保护动作导致单极闭锁的紧急停运事件,介绍了该事件发生的经过和保护动作原理,研究了直流输电工程双极转单极大地运行瞬间换流变压器的暂态响应特性,阐述了造成本次动作时间的根本原因。研究结果表明,在系统的零序等值回路里,零序电压的变化或零序阻抗的变化,是导致中性点零序电流出现暂态偏置的原因。在零序电流偏置的暂态过程中,接地极线路近区遭受雷击,导致入地电流续流并通过近区大地进入换流站地网,换流变压器出现直流偏磁饱和,暂态传变特性导致换流器Y桥和D桥电流差过大,在200ms后达到桥差保护动作条件,换流器桥差保护动作。最后,针对上述问题,给出了整改措施,并起到了良好的工程应用效果。