基于FCM聚类的小电流接地系统故障区段定位

提出了一种基于FCM聚类的小电流接地系统的配电网故障区段定位方法。小电流接地系统发生单相接地故障后一段时间内,故障点上下游同侧暂态零序电流波形具有高度相似性,而异侧的波形则不具有相似性。通过构造暂态零序电流幅值序列表征这一特性,采用FCM聚类算法划分故障点上下游区段来实现故障区段定位。该方法仅需故障线路上测量点上传幅值序列,一定程度上降低了测量点的通信压力。仿真试验表明,所提出的方法能够准确定位出故障区段。     

仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。     

基于频谱序列峭度分析的小电流接地故障区段定位研究

针对基于暂态重心频率的配电网故障区段定位方法在故障点下游存在重心频率选取困难的不足,提出对故障监测点零序电流分量的傅里叶频谱分析序列进一步采用峭度分析。对于故障点上游区段,零序电流暂态重心频率分量幅值远高于次谐振频率分量幅值,其频谱分析图近似单一冲击形状,从而峭度计算值较大。对于故障点下游区段,零序电流分散分布在各个谐振频率分量上,其频谱分析图成多冲击形状,从而峭度计算值较小。因此,利用相邻两监测点峭度计算值的最大差值即能判定故障区段。大量ATP/EMTP仿真证明所提方法在故障点下游暂态重心频率不明显时仍能有效判出故障区段,可以作为暂态重心频率判据的补充。     

配电网在线故障定位方法研究

当中性点谐振接地系统发生单相接地故障时,故障电流比较小,故障定位十分困难。本文对谐振系统单相接地故障进行原理分析,给出消弧线圈电抗调节后线路上零序电流的变化特点,根据零序电流增量给出故障信息矩阵,结合区段和监测点之间的网络拓扑关系,进行矩阵运算,实现了中性点谐振系统的在线区段故障定位。仿真实验证明了该方法的有效性。     

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。     

基于同步零序电流谐波群体比相的谐振接地系统高阻故障选线及区段定位方法

高阻接地故障选线和区段定位是配电网故障处理的难点,谐振接地系统因其故障特征的特殊性又给高阻接地故障诊断带来挑战。针对传统小电流接地故障定位方法在面对高阻接地故障问题时因量测精度不足、故障特征提取不准确造成的定位困难问题,从高阻接地故障非线性特征入手,推导谐振接地系统健全线路(区段)和故障线路(区段)特征的差异;分析消弧线圈补偿度和系统阻尼率对故障特征的影响;利用区段合成零序电流的同步波形,提出不依赖于故障特征产生时间且适用性更广泛的同步三次谐波群体比相定位方法。实测案例验证了所提理论的正确性和方法的有效性。     

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。     

基干暂态分量的小电流接地系统故障定位新方案

利用ＰＲＯＮＹ算法对小电流接地系统的故障电流暂态过程进行了分析,并根据暂态电流中各分量的频率、阻尼、幅值和相位等参数与故障类型之间的关系,探讨了一种优于传统方式的小电流接地系统电网故障定位的新途径。     

基于零序电流幅值连调的小电流接地系统故障区段定位方法

为提高小电流接地系统中利用故障稳态特征实现故障定位方法的准确率和抗过渡电阻能力,提出基于零序电流幅值连调的单相接地故障区段定位方法.通过注入信号逐次调控中性点电压,结合各检测区段零序电流特征与过渡电阻、调控系数大小的关系,确定调控范围.不同程度地放大故障特征,获取零序电流幅值稳态量.通过叠加特征增强量与设定阈值比较,从...     

基于零序电流幅值分布相似性的小电流接地故障定位方法

小电流接地系统发生单相接地故障后,故障点前后的暂态零序电流波形存在明显差异,一段时间内幅值分布差别大;而故障点上、下游同侧的暂态零序电流波形相似度高,幅值分布差别小。根据各检测点暂态零序电流在故障发生后一段时间内幅值分布的相似性关系确定故障区段,定义幅值分布差异系数,以表征不同检测点之间暂态零序电流幅值分布的相似性。分别计算各区段两侧检测点的幅值分布差异系数,选择幅值分布差异系数最大值对应的区段为故障区段。该方法只用到线路上暂态零序电流信号,故障信号获取方便;只需上传检测点幅值分布序列,数据传输量小。     

小电流接地故障暂态分析及区段定位新方法

对于中性点采用非有效接地方式的配电网,利用故障点上游和下游故障暂态电流间相似性关系的小电流接地故障区段定位方法,缺乏严格的理论证明且原理上存在一定盲区易导致定位错误。文中建立了适用于定位的小电流接地故障暂态模型,分析了故障点上游与下游间暂态电流的主谐振频率关系,提出一种综合上下游间暂态电流相似性和极性关系、基于暂态电流比较的区段定位新方法,即故障点位于两侧暂态电流相似但极性相反或首个不相似的区间。对于谐振接地系统,利用各检测点工频电流和暂态电流极性关系的一致性排除了线路电流互感器极性反接的影响。所述方法消除了定位盲区,提高了暂态定位原理的可靠性和适应性,仿真和现场实际故障数据验证了该算法的有效性。     

基于S变换特征频率序列的小电流接地系统故障区段定位方法

提出了一种基于特征频率序列经多重组合方式判定的小电流接地系统单相接地故障区段定位方法。该方法对一条馈线上各检测点的暂态零模电流纯故障分量经S变换,以暂态能量最大时对应的频率点为基准,选取出特征频率序列。将一整条馈线作为系统,求取出任意相邻两检测点的暂态零模电流能量相对熵值。采用多重组合方式对求取的的熵值进行比较,待所有组合方式比较完毕后,将出现次数最多的“可能故障区段”判定为故障区段。采用相对熵值衡量波形的差异性,特征效果明显;运用多重组合方式进行判定,可提高定位结果的可信度。     

基于S变换特征频率序列的小电流接地系统故障区段定位方法

提出了一种基于特征频率序列经多重组合方式判定的小电流接地系统单相接地故障区段定位方法。该方法对一条馈线上各检测点的暂态零模电流纯故障分量经S变换,以暂态能量最大时对应的频率点为基准,选取出特征频率序列。将一整条馈线作为系统,求取出任意相邻两检测点的暂态零模电流能量相对熵值。采用多重组合方式对求取的的熵值进行比较,待所有组合方式比较完毕后,将出现次数最多的"可能故障区段"判定为故障区段。采用相对熵值衡量波形的差异性,特征效果明显;运用多重组合方式进行判定,可提高定位结果的可信度。     

基于同步量测的谐振接地系统高阻接地故障区段暂态定位

谐振接地系统高阻接地故障发生概率较大,检测难度高,现有暂态分析及暂态区段定位方法不适合用于高阻接地故障。利用消弧线圈与系统对地电容间并联谐振的独特作用,分析了谐振接地系统高阻接地故障暂态零序电流与暂态零序电压的变化规律。研究发现,故障点下游各检测点暂态电流与暂态电压近似正交,而故障点上游检测点暂态电流还包含了与暂态电压成正比例的故障点暂态电流。利用同步量测单元采集的故障信息,计算各检测点暂态电流在暂态电压上的投影,若相邻检测点暂态电流投影分量之差超过一预设门槛,则该区段为故障区段,否则最末检测点下游区段为故障区段。所述方法完善了小电流接地故障暂态分析与暂态区段定位技术,数字仿真验证了该方法的可行性。     

基于零序导纳模值差绝对极大值法的定位方法研究

通过对小电流接地系统零序测量导纳分布的深入研究,利用故障点两端分段开关处的零序测量导纳模值差异较大的特点,提出了一种新的小电流接地系统定位新方法—零序导纳模值差绝对极大值法。利用馈线终端装置计算分段开关处的导纳值,借助配电自动化系统,有效地拉大了故障区段与非故障区段判断量差距。ATP-EMTP仿真表明,针对不同的小电流接地系统具有良好的适应能力,抗干扰能力强,定位准确性高,能满足现场的要求。     

基于残流增量法的谐振接地系统故障定位方法

根据谐振接地系统单相接地故障的特点,提出了基于残流增量法谐振接地系统故障定位的新方法.该方法通过改变消弧线圈的电抗值,从而引起线路上各点的零序电流模值发生变化,根据零序电流模值的变化特性来判断故障位置.通过将零序电流模值折算到同一电压水平下相减,克服了接地电阻的影响.采用移动式零序电流互感器法,有效地解决了零序电流测量...     

基于EMD聚类算法的配电网单相接地故障选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时故障信号不易处理。为准确选出故障线路,提出一种基于EMD算法和以欧氏距离为基础的聚类算法相结合的故障选线方法。根据谐振接地系统单相接地故障后零序暂态电流的特性——故障线路的零序暂态电流幅值远大于各健全线路的零序暂态电流幅值并且极性相反,首先对各馈线暂态零序电流进行EMD分解并提取主振荡频带电流信号,然后求取各馈线主振荡频带电流信号的综合欧氏距离,以此为基础对各馈线进行排序和聚类,由聚类结果确定故障线路。仿真结果表明,该方法准确、可靠。     

基于暂态零序分量的小电流接地故障定位方法

提出一种利用暂态零序电流信号的小电流接地故障定位新方法。通过分析中性点非有效接地系统发生单相接地故障时的暂态特征,发现故障线路故障点同侧(上游或下游)两相邻检测点暂态零序电流信号波形基本相同、幅值相差不大,故障点两侧暂态零序电流相差较大。定义故障参量为暂态持续时间内瞬时零序电流的绝对值和,根据故障区段两端故障参量的变化量最大特征确定故障区段,最后,利用仿真验证了方法的正确性。     

基于CEEMDAN能量相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法

当配电网发生单相接地故障时,故障点同侧的暂态零序电流具有一致的主谐振频率,而故障点两侧的电流主谐振频率差异较大。根据这一特征,本文提出了一种基于自适应噪声的完备集合经验模态分解(CEEMDAN)能量相对熵的故障区段定位方法来识别此差异,计算得到熵值最大的区段即可判断为故障区段。经仿真分析,该方法在不同的故障条件下均能定位出故障区段,且不受噪声影响,具有很高的准确性和可靠性。     

小电阻接地系统高灵敏性接地故障区段定位方法

小电阻接地系统中发生单相高阻接地故障时,由于对地故障电流小,难以实现可靠的故障区段定位。利用对称分量法和电流分支系数对故障特征进行分析发现,故障点上游的故障相工频变化量电流要远大于健全相的,而故障点下游和健全线路的三相电流工频变化量幅值则相近。据此,提出了一种基于相电流工频变化量比值的高灵敏性故障区段定位方法。基于PSCAD/EMTDC进行了大量仿真测试,结果表明所提方法在过渡电阻达2 000 Ω时仍然能够可靠定位故障区段,且只需电流信息,易于工程实现。