井下电缆在线故障选线及定位方法研究

针对煤矿井下供电系统发生单相接地故障时故障点位置难以确定、现有离线测距方法测距精度低的问题,分析了井下电缆供电系统单相接地故障特征,提出了一种煤矿井下电缆在线故障选线及定位方法。该方法利用供电系统单相接地故障时暂态零序无功功率在选线频带内的极性选出故障线路,利用有些频带的暂态高频信号与故障距离成一定映射关系的特点,将不同条件下发生故障时得到的系统母线零序电压和线路零序电流作为输入样本对小波神经网络进行故障测距训练,从而实现故障定位。Simulink仿真结果验证了该方法的有效性和精确性。     

小波包与改进BP神经网络的配电网故障选线

针对配电网中基于单一故障特征信息选线准确率低的问题,提出了一种小波包与改进BP神经网络相结合的综合选线方法.该方法首先采用小波包分解各线路的暂态零序电流,并提取特征频带的小波包能量;然后将小波包能量、各线路5次谐波和零序有功功率作为选线系统的故障特征量;最后运用Levenberg Marquardt(LM)算法改进BP神经网络进行故障选线.Matlab仿真表明,与传统BP神经网络相比,采用LM算法改进后的BP神经网络具有更好的网络性能和选线精度.     

基于小波包的小电流接地故障选线仿真研究

在配电网故障特征的基础上,利用小波包分析技术提出了一种基于能量最大原则确定零序暂态电流最集中的特征频带,再比较各线路特征频带的模极大值和系统零序电压首半波的极性以确定故障线路,并利用MATLAB／SIMLLINK建立小电流接地系统单相接地故障仿真模型。仿真结果表明,该方法准确可行,而且不受中性点接地方式、故障接地时刻等因素的影响,具有良好的通用性。     

井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法

为了解决采用传统经验模态分解的电缆故障测距方法存在的频带混叠问题,以及基于总体平均经验模态分解的电缆故障测距方法受残留白噪声影响等问题,提出了一种基于补充总体平均经验模态分解的井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法。该方法通过补充总体平均经验模态分解提取双端故障行波线模分量的固有模态函数,利用基于瞬时频率突变和模极大值的奇异性检测原理进行行波波头标定,从而实现故障点定位。通过在PSCAD/EMTDC环境下搭建基于频变特性电缆线路的6kV井下配电网模型并进行仿真,验证了该方法测距精度高,最大测距误差不超过4%。     

基于小波变换的配电网故障暂态量选线方法

小电流接地是中压电网中性点的典型接地方式。小电流接地电网的单相接地故障特征表明,故障暂态电流幅值比稳态对地电容电流大得多,而且几乎不受消弧线岗影响。冈此,利用暂态电流进行选线具有一定的优越性。为了精确提取故障时的暂态信号用于选线,利用小波变换工具对发生接地故障时各线路的暂念零序电流进行小波变换,提取线路故障信息。本文建立仿真模型对小电流接地电网的多种单相接地故障型式进行了仿真验证,证实了该方法的有效性。     

基于自校验孪生神经网络的故障区段定位方法

针对中压配电网区段定位方法 所存在的由系统中性点接地方式、故障点距离和过渡电阻大小等环境因素,以及电流互感器极性未知或智能电表错误安装等人为因素所导致的定位不准确问题,提出一种平稳小波极性校验下基于孪生神经网络的故障区段定位方法。首先,分析了零序电流暂态特征,指出了传统线性相关法存在的定位缺陷;其次,使用平稳小波变换解决信号同步和设备反接的问题;最后引入孪生神经网络对故障点上下游信号进行相似性匹配,经训练该模型可以准确定位故障区段。通过仿真验证,该方法具有较强的抗干扰能力,对于定位盲区也有较高的识别率。     

基于小波去噪与改进RBF神经网络的小电流接地系统故障选线方法

提出了一种基于小波去噪与改进RBF神经网络的小电流接地系统故障选线方法。将消噪后的零序电流绝对值的最大值进行归一化处理后得到故障信息矩阵,并将该矩阵作为RBF神经网络的输入;计算RBF神经网络输入层的活跃值,当活跃值在设定范围内时,RBF神经网络的隐含层与输出层自动断开,隐含层神经元分裂,待网络中权值、方差、中心值等参数自动调整后,RBF神经网络的隐含层与输出层重新连接,输出训练结果;将测试集输入到训练好的RBF神经网络,得出故障选线结果。算例分析结果表明,该选线方法不受故障相位角、接地电阻的影响,故障选线准确、可靠。     

一种井下配电网故障测距方法

针对采用随机选取法、K-均值聚类法确定RBF神经网络隐含层节点中心和宽度只能得到局部最优解、基本粒子群优化算法易发生早熟收敛且对于某些函数优化精度差的问题,提出了将惯性权重模型和收敛因子模型相结合的改进的粒子群优化算法;针对煤矿井下配电网发生单相接地故障后定位困难、传统的故障测距方法存在可靠性差、测距精度低的问题,提出了采用改进的粒子群优化算法优化RBF神经网络进行井下配电网单相接地故障测距的方法。仿真结果表明,经改进的粒子群优化算法优化的RBF神经网络的测距精度高于RBF神经网络,能够实现故障点的准确、可靠定位。     

基于暂态零序分量的配电网选线方法研究

针对小电流接地系统通过装设消弧线圈来减小单相接地短路电流的方法可能造成已有选线装置失效的问题,介绍了一种基于暂态零序分量的配电网选线方法。该方法采用db10小波包对故障时刻流经每条馈线的暂态零序电流进行分解,找到能量最大和次大的两个特征频带,并对两个频带上小波包分解系数进行相关分析,从而选出发生故障的线路。以中性点经消弧线圈接地系统为例建立了仿真模型,并分别对架空线接地故障和电缆线接地故障进行了仿真实验。实验结果证明了该方法的有效性。     

基于HHT与PNN的输电线路故障分类

针对电力系统输电线路一系列的短路故障,把希尔伯特黄变换(HHT)完成对暂态信号特征量的提取与概率神经网络(PNN)作为诊断故障分类器相结合的方式,作为对输电线路故障分类的方法.利用HHT能够充分反映局部暂态信号的特点,对集合经验模态分解(EEMD)后的故障信号进行小波阈值降噪,运用HHT进行重构,得到三相电流以及零序电流4组特征能量函数值,并作为4组特征量输入到经遗传算法优化过平滑因子的PNN中进行训练,最终得到分类器.经Matlab仿真实验显示,该方法能够有效优化信号波形并提高故障分类精度.     

基于双树复小波的煤矿电网故障选线

从煤矿电网实际条件着手,针对三相电流互感器、两相电流互感器、单相电流互感器以及零序电流互感器4种情况分别展开讨论,分析各线各相电流初始行波,利用双树复小波分解得到模极大值幅值和相位关系,并进行比值计算,构成不同的选线或选相判据。Matlab仿真验证了基于双树复小波的煤矿电网故障选线方法的可靠性。     

架空输电线路单相接地故障选线方法的研究

提取单相接地故障后的零序电流,利用小波理论提取其细节分量,然后利用细节分量的模极大值对具有多个电源的架空输电线路的单相接地故障进行选线。该方法原理清晰,选线逻辑简单可靠。利用Matlab仿真结果表明,在中性点非有效性接地的多电源并列运行的架空输电线路中,该方法不受接地电阻、故障距离和故障时间的限制,为输电线路的故障测距提供理论支持。     

基于神经网络的高压输电线路单端测距方法

针对单端行波故障测距第二个行波波头性质辨识问题,提出一种将小波模极大值方法和神经网络算法相结合的测距方法。采集故障波头时间差和极性等信息作为样本,利用神经网络的非线性拟合能力对样本进行训练、测试,从而建立相应的故障测距神经网络模型。将故障信息代入神经网络模型得到初步测距结果,根据初测结果和波头极性、时间差等性质的关系,对第二个行波波头进行正确辨识,从而得到优化的测距结果。经Matlab/Simulink仿真验证,该方法有较高的可靠性和精确性。     

一种基于SoPC技术的煤矿井下电缆故障定位片上系统

提出以脉冲电源作用下的故障相与健全相的电流差为测量信号,运用小波变换对其作多尺度分解,并利用SoPC技术构建的煤矿井下电缆故障定位片上系统。系统具有具有体积小、成本低、灵敏度高、扩展容易、易于操作等优点,在不同程度上解决了目前煤矿井下电缆故障测定方法存在的问题。     

基于模糊理论的井下配电网防越级跳闸保护算法

针对目前煤矿井下漏电保护时常出现保护准确性不高,继电装置拒动、误动甚至引起越级跳闸造成较大范围停电的情况,选择基于暂态分量的小波分析法、基于稳态分量的零序电流幅值比较法、零序电流相位比较法等几种保护方法,利用模糊理论对这几种保护结果进行多判据信息融合处理,以提高保护的准确性和可靠性.依据这些保护算法来分析所建立的仿真模型,证实了基于模糊理论的多判据保护算法能有效地实现井下故障定位,减少了拒动、误动,并以此降低了越级跳闸的可能.     

选择性井下高压电网行波距离保护研究

煤矿高压电网发生短路故障常导致无选择性越级跳闸,这是井下供电长期存在的安全隐患和技术难题。文章利用小波变换模极大值与行波奇异点的对应关系,准确提取各次行波到达保护安装处的时刻,然后通过实时计算电缆中特定频率下的行波波速,对故障点进行精确定位;利用保护动作时间随故障距离增大而增大的关系,以微机的逻辑判断构建了快速、具有选择性且不受保护间联锁影响的纵向保护系统。     

基于离散小波变换的输电线路故障精准定位

为了提高架空线路和地下电缆组合输电线路发生故障时的定位精度,提出了一种基于离散小波变换(DWT)的输电线路故障定位新方法。通过DWT对输电线路单端测得的瞬态信号进行多分辨率分析(MRA),在低故障起始角情况下,利用线模电流和零模电流检测故障,结合小波模量极大值(WMM)求解从故障点到变电站的行波到达时间,从而对输电线路故障进行精准定位。采用半正弦电压响应的方法克服了采样频率有限和故障起始角低的缺点,运用100kHz半正弦信号的发送时间与接收导数信号的时间之差计算故障距离。在考虑谐波畸变和故障电阻、接地电阻、故障位置和起始角变化的情况下对所提方法进行测试,结果表明：对于100km的输电线路,即使在故障靠近总线（<2%）且故障起始角较低的情况下,所提出的方法得到的故障定位误差仅为0.14km。