基于XGBoost的配电网高阻接地故障检测方法

配电网高阻接地故障具有电气量微弱、与正常运行工况相似等特点,因此难以检测。针对传统指标阈值法常由经验整定,在复杂环境下适应性较差、灵敏性不足等问题,提出一种基于极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)的配电网高阻接地故障检测方法,以避免复杂的阈值整定。首先,通过建立10 kV中压配电系统高阻接地故障的等效模型,获取高阻接地故障和正常运行工况的零序电流数据。然后,在对数据进行归一化处理的基础上,利用XGBoost直接从原始量测信息中学习其与高阻接地故障的映射关系,构建高阻接地故障检测模型,以降低因特征提取产生的误差。最后,大量仿真结果表明,所提方法对高阻接地故障检测具有较好的灵敏性和速动性,并且在噪声和数据缺失等情况下表现出较强的泛化能力。     

基于小波能量矩的高阻接地故障检测方法

中性点不接地中压配电网时常发生高阻接地故障,普通的零序电流保护难以对其检测。通过对仿真和实验得到的高阻接地故障电流信号进行频谱分析,发现其高频分量分布显著区别于系统其他扰动暂态信号。由此,引入小波能量矩算法,通过对高频段能量矩进行归一化、求和及取对数处理,提出了一种高阻接地故障的检测方法,该方法只需要利用故障后第1个工频周期内的电流信号,通过小波能量矩分析得到诊断判据,即可实现高阻接地故障的有效识别。大量的仿真和实测数据表明,该方法适应性强,且不受线路非高阻接地故障暂态信号的影响。     

基于高频分量的配电网高阻接地故障识别

配电网发生高阻接地故障(HIF)时,接地介质的电阻较大,故障电流比负荷电流要小得多,故障特征不明显.现有的电流或电压保护装置均难以应对HIF,寻找方法对其进行准确快速的辨识意义重大.本文首先通过连续小波变换(CWT)对故障线路的零序电流进行时频域分析,选定特征频段内的时频矩阵作为识别特征量,随后使用改进的LeNet-5...     

基于零序电流衰减周期分量的高阻接地故障区段定位

消弧线圈接地配电网发生高阻接地故障的概率较大,现有的故障检测和区段定位方法存在准确度低,实现难度大等问题。文中分析了消弧线圈接地配电网发生高阻接地故障时的并联谐振过程,研究了零序暂态衰减周期分量在故障点上下游的分布特征,得出了故障点上游和下游的零序电流衰减周期分量在相位上存在较大差别的结论。提出了一种基于零序电流衰减周期分量的高阻接地故障区段定位方法。该方法由配电自动化主站收集线路中各故障区段定位终端计算的零序电流衰减周期分量相位,并利用该相位和估算的过渡电阻判断故障区段。基于实时数字仿真系统(RTDS)对所提区段定位方法进行了仿真验证,结果表明该方案具有较好的准确性和可行性。     

有源柔性接地配电网弧光高阻接地故障检测方法

针对配电网高阻接地尤其是弧光高阻接地故障检测准确率低的问题,该文采用中性点注入电流增量的方式构造故障诊断特征参量,提出配电网高阻接地故障检测新方法,对弧光高阻接地故障有着较高检测灵敏度。实际应用中,仅需向配电网注入选定的电流增量,测量电网零序电压和线路零序电流的变化量即可实现系统和线路绝缘参数测量、接地故障判定与故障程度跟踪监视、故障选相和选线等,具备消除注入电流调控、配电线路分布参数不对称和接地燃弧感性分量等因素对检测结果的影响,操作简单、易于实现。仿真和故障模拟实验证实了方法有效性,为配电网弧光高阻接地故障快速安全处置提供理论依据。     

基于概率分析的高阻接地故障检测新方法

针对配电网系统的单相高阻接地故障,提出一种基于概率分析的故障检测与定位方法。该方法适用于零序不接地或经消弧线圈接地系统,利用数据采集系统采集到的零序电压和各线路零序电流的变化,进行各线路故障概率计算,在最大故障概率条件下进行故障定位。算法简洁有效,现场实测数据证明了该算法的正确性和实用性。     

柔性直流配电网高阻接地故障检测方法

高阻接地故障发生时,故障特征微弱,传统故障识别方法存在特征提取困难、阈值选取灵活性较差的技术瓶颈,导致极端故障场景下出现漏判。为此,提出基于暂态时-频特征差异的配电网高阻接地故障识别方法。首先,结合小波包香农熵量化分析高阻接地故障与正常扰动工况暂态信号的时频分布,发现二者存在显著差异：频域上,扰动工况信号的能量集中于低频,而高阻故障信号能量分布相对均匀;时域上,扰动工况信号能量集中于时间窗的前半段,高阻故障信号能量在整个时间窗内均匀分布。在此基础上,以暂态信号时-频域波形作为输入样本,将传统卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型中的softmax分类器改进为支持向量机(support vector machine,SVM)分类器,构建适应配电网高阻接地故障识别小样本场景下的CNN-SVM复合分类模型,以卷积层作为特征提取器,以SVM作为分类器,实现高阻接地故障识别。最后,为论证所提方法具有强适应性的内在原因,利用LIME可解释性分析算法可视化展现模型训练过程中的高关注度区域,从模型分类原理层面证明所提方法不受各种故障条件的影响,克服了传统故障识别方法在极端故障场景下出现漏判的缺陷,能准确识别配电线路末端10 kΩ高阻接地故障。

     

中性点有效接地配电网高阻接地故障特征分析及检测

中性点经小电阻等有效接地方式能有效地克服配电系统单相接地故障暂态过电压超标及故障选线不灵敏等问题,逐渐在城市配电网、大型厂矿企业电网中得到了推广应用;但这种运行方式仍然存在弧光接地等高阻接地故障正确动作率较低的问题。针对该问题,文中分析了高阻接地故障的特征,给出并验证了适用于配电网高阻故障检测的故障点电弧模型。针对现有方法中主要利用频域特征来检测高阻接地故障导致成功率低的缺点,提出了一种基于零序电流波形畸变凹凸性的高阻接地故障检测方法,仿真实验与现场试验数据验证了该算法的灵敏性和可靠性。     

一种基于概率分析的配电网高阻接地故障检测与定位

针对中低压配电网系统(30kV)的单相高阻接地故障,提出了一种基于概率分析的故障检测与定位方法.适用于零序不接地或经消弧线圈接地系统,故障电阻范围为5-220 kΩ.利用SCADA系统采集到的零序电压和各线路零序电流的变化,进行各线路故障概率计算,在最大故障概率条件下进行故障定位.算法简洁实用,现场实测数据证明了该算法的有效性,且具有极高的灵敏度.     

基于中性点电流与零序电流投影量差动的小电阻接地系统高阻接地故障判断方法

在分析小电阻接地系统发生接地故障时故障线路、非故障线路零序电流与中性点电流相量关系的基础上,提出了一种基于中性点电流与线路零序电流投影量差动的高阻接地故障判断方法。接地故障发生后,故障线路经过接地点和系统中性点构成基本的零序回路,由于中性点电流呈阻性,故障线路零序电流在中性点电流上的投影与中性点电流的差值较小,而非故障线路零序电流基本呈容性,非故障线路零序电流在中性点上的投影与中性点电流的差值较大,据此引入比值计算的方法可较为灵敏、可靠地检测出高阻接地故障。分析了线路参数不对称、负荷不对称、系统电压不对称等情况对所提方法的影响,PSCAD仿真结果表明,所提方法能够可靠地检测出高阻接地故障,受各种不对称情况的影响较小,具有较高的灵敏度和可靠性。     

基于故障电阻测量的小电流接地系统保护方法

为解决小电流接地系统高阻接地故障检测的难题,分析了单相接地故障前后相电流变化特征:故障线路的故障相与非故障相电流变化量之差等于接地故障电流,非故障线路的故障相与非故障相电流变化量相等;并由故障相电压与故障电流之比计算出接地故障电阻,发明了基于接地故障电阻测量的高阻接地保护方法。EMTP仿真分析和动模实验测试结果表明,该保护方法能够保护各种高阻接地故障,具有较高的保护精度和可靠性,适合在配电自动化终端单元(FTU)上就地实现。     

分支及流经变压器中性点的单相短路电流计算方法

通过典型算例详细直观地介绍了分支单相短路电流及流经变压器中性点短路电流的计算方法,供工程设计参考,对其他种类的不对称短路,可参照此思路和方法进行计算。     

配电网中性点接地方式若干问题的探讨

对配电网采用什么接地方式,目前业界还没有完全形成共识。讨论了中性点接地方式与分类问题、接地方式对供电质量与人身安全的影响、小电流接地故障选线与定位以及利用瞬时性接地故障信息实现在线监测等问题,指出小电流接地方式能够减少50%以上的故障停电次数,小电阻接地方式在人身安全方面并没有优势,长期以来制约小电流接地故障选线技术的难题已经得到解决,因此,配电网优先考虑采用小电流接地方式,特别要杜绝将已经采用小电流接地的架空网络或架空线路与电缆混合网络改为小电阻接地方式。     

小电阻接地系统高阻接地故障检测技术综述

小电阻接地系统发生高阻接地故障时电流小于传统的零序电流保护动作阈值,并且时常伴随有电弧的发生,难以准确检测与切除高阻接地故障。文章基于零序等效网络分析了小电阻接地系统单相高阻接地故障时母线零序电压理论特性和各出线零序电流特征;针对高阻接地故障常伴随发生的电弧现象,从故障点燃弧的物理过程出发,详尽分析了常用的Cassie电弧模型、Mayr电弧模型、改进的Mayr电弧模型、Mayr-Cassie组合电弧模型和Emanuel电路模型等六种电弧模型的物理近似过程、数值推导过程、试验验证及适用条件;分别从时域的伏安特性分析法和零序电流畸变法、频域的故障电流信号法和故障电压信号法出发,分析了高阻接地故障检测方法中的信号处理过程、故障特征提取方法、检测方法的优点与不足;认为采用零序电流波形在过零点附近畸变引起的波形斜率曲线变化作为故障特征具有明确的数学与物理意义,采用零序电压信号经小波包分解后高频段与低频段能量比作为故障特征,基本不受故障条件、系统结构等因素的影响,具有较好的检测效果。     

基于故障相电压极化量的谐振接地系统高阻故障方向检测方法

配电网高阻接地故障特征突变微弱,且与负荷接入、电容投切等正常运行工况特征相似,难以被有效检测。基于此,提出一种基于改进极限学习机的高阻接地故障检测方案。首先,详细分析高阻接地故障特征,并基于离散小波分解对零序电压高频分量进行特征提取,结合细节系数构建特征库。在此基础上,利用核主成分分析法改进极限学习机输入层,实现特征库非线性降维,并提出一种改进的高阻接地故障检测方案。最后,通过大量的仿真测试与对比分析,验证所提方案的准确性与有效性。

     

基于电流序分量的多源配电网故障定位方法

为了克服传统配电网故障定位方法对分布式电源(Distribution Generation,DG)接入的适应性较差的问题,且需要在馈线中配置大量测量装置导致成本增加的缺点,提出了一种基于电流序分量相关系数的多源配电网故障区段定位方法。首先利用叠加法分析了多端电源配电网故障点电流特征及定位原理,然后通过电源端口测量装置获取故障前后电源输出电流幅值差,再假设不同位置发生故障并计算此时各电源输出故障电流理论值,最后利用相关分析法计算理论与实测两组数据的相关系数,并提取相关系数最大的两个相邻节点实现区段定位。通过ETAP电力系统仿真平台搭建了改进的IEEE33节点模型模拟测量值,利用MATLAB编程进行相关分析,结果验证了方法的正确性。     

基于对称双极接线的全桥型MMC-HVDC直流侧短路故障穿越控制方法

基于模块多电平换流器的高压直流输电技术(High Voltage Direct Current Transmission Technology Based on Modular Multilevel Converte,MMC-HVDC)因开关频率低、运行损耗小及易于扩展多端网络等优点被广泛应用.直流侧短路故障因短路电流...