基于小波包方法的配电网故障选线与仿真研究

配电网单相接地故障选线问题一直未能很好地解决。在分析配电网发生单相接地故障暂态特征基础上,对中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障进行了仿真。介绍了一种利用小波包分解暂态零序电流的故障选线方法。该方法利用小波包对各条线路的暂态零序电流进行多层分解,按照能量最大的原则确定各线路暂态零序电流分布集中的特征频带,在征频带内进行幅值与极性综合比较选出故障线路。通过MATLAB仿真表明,该方法可以准确实现故障选线,具有较高的灵敏度,且不受过渡电阻、故障合闸角及电弧的影响。     

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.     

基于暂态零序无功功率的小电流系统单相接地选线

根据小电流接地系统发生单相接地故障时,在特征频带(SFB)内馈线输入阻抗的相频特性呈容性的特点,利用小波变换提取此频带内的暂态零序电流分量及经Hilbert变换的暂态零序电压分量;采用小波分解后的尺度系数及小波系数求得暂态零序无功功率进行故障选线。经过大量的Matlab仿真测试表明:该选线方法能够准确识别单相接地故障线路,可靠性和灵敏性较高。     

基于暂态零序无功功率的小电流系统单相接地选线

根据小电流接地系统发生单相接地故障时,在特征频带(SFB)内馈线输入阻抗的相频特性呈容性的特点,利用小波变换提取此频带内的暂态零序电流分量及经Hilbert变换的暂态零序电压分量;采用小波分解后的尺度系数及小波系数求得暂态零序无功功率进行故障选线。经过大量的Matlab仿真测试表明:该选线方法能够准确识别单相接地故障线路,可靠性和灵敏性较高。     

一种基于谐波小波的单相接地故障选线方法

为了提高配电网单相接地故障选线方法的精度和鲁棒性,重点分析了谐波小波的表达式及谐波小波变换算法,在这基础上提出了一种基于谐波小波的单相接地故障选线方法。该方法首先在线路出口处并联谐振滤波装置,改变线路出口处的特征阻抗,然后将采样到的故障信号运用谐波小波变换算法完成对暂态电流特征频带内电流成分提取,最后通过比较特征频带内暂态电流能量幅值及能量衰减系数实现故障选线、选相。仿真实验表明该方法选线精度高而可靠,具有较高的工程应用价值。     

采用形态学峰谷检测的谐振接地系统故障选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时暂态量十分丰富。文中对各线路发生故障后1/4周期零序电流的短窗数据进行小波变换,剔除工频所在频带,按能量和最大的原则选取特征频带,并对特征频带下重构的小波系数进行形态学峰谷检测。故障线路零序电流首波头峰谷形态与各线路零序电流首波头整体的峰谷形态相反,据此构成故障选线判据。仿真分析和实录数据验证均表明所提方法选线准确、可靠性高。     

计及分布式电源注入谐波的单相接地故障联合选线

随着配电网线路安全运行要求的提高,分布式电源注入的谐波会使得现有的选线方法失效,且单一判据的故障选线方法愈加难以胜任复杂配电网系统发生单相接地故障后的选线工作。因此文中提出了计及分布式电源注入谐波的谐振接地系统单相接地故障联合选线。针对谐振接地系统中出现单相接地故障后,故障线路与健全线路的暂态零序电流相位、周期变化不同的特点,先根据低频周期差异用多尺度交叉样本熵计算暂态零序电流,再根据高频相位差异用加权暂态能量法及同步挤压小波变换计算高频暂态零序电流的重构误差。此外,使用加权暂态能量法控制计算量并通过多尺度交叉样本熵、加权暂态能量和重构误差3个判据判定故障线路。实验结果显示,文中的联合选线法受不同故障条件的影响小,准确性高,抗干扰性强。     

基于特征频带小波包分析的小电流接地故障选线研究

分析了小电流接地系统单相接地故障时基波稳态零序电流、暂态零序电流和谐波零序电流的故障特征,并在此基础上确定了在进行小电流接地故障选线时应从零序电流暂态信号中提取故障特征量,提出了基于故障暂态电流特征频带小波包极性的选线算法,结合PSCAD仿真试验数据对选线算法进行了算例分析,并验证了算法的准确性。     

Ground-fault Protection Based on Feature-band Wavelet Packet Analysis for Non-effectively Grounded Power System

分析了小电流接地系统单相接地故障时基波稳态零序电流、暂态零序电流和谐波零序电流的故障特征,并在此基础上确定了在进行小电流接地故障选线时应从零序电流暂态信号中提取故障特征量,提出了基于故障暂态电流特征频带小波包极性的选线算法,结合PSCAD仿真试验数据对选线算法进行了算例分析,并验证了算法的准确性.     

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。     

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。     

分布式智能协同和云计算相结合的配电网故障选线新方法

针对谐振接地系统发生单相接地故障时选线方法可靠性不高、计算量大、算法实现复杂的问题,提出了一种基于云计算的配电网分布式智能故障选线方法。首先,通过构建配电网智能故障诊断云模型,将大量数据处理与复杂选线算法实现推至"云端";其次,在分布式智能选线系统内,利用零序电压突变量和相电压的15%作为智能单元的启动,以提高智能单元启动的可靠性、选线的速动性;然后,详细讨论了包含故障电流主要特征的特征频带,并对区域智能单元内采集的暂态零序电流做小波变换选择特征频带;再次,通过分布式智能单元之间的协同分析,将特征频带上信号的幅值和相位信息结合起来进行故障选线;最后,通过算例验证。结果表明,所提方法不受复杂故障条件的影响、通信压力小、选线准确度高,为谐振接地系统单相接地故障实现快速选线提供参考。     

基于S变换相关度和深度学习的配电网单相接地故障选线新方法

针对配电网发生单相接地故障时特征信息不明显,且现有选线方法易受故障条件和环境噪声影响的问题,基于S变换相关度和深度学习,提出一种具有强抗噪声能力和高泛化水平的配电网单相接地故障选线新方法.首先,利用S变换获取零序电流时频信息,基于各线路零序电流的全频段信息计算线路故障信息相关度;其次,为提高故障特征的可辨识度和抗干扰性...     

基于暂态零序电流时频特征量的配网故障选线方法

中性点经消弧线圈接地的配电网系统不同故障条件下发生单相接地故障时,健全馈线和故障馈线的暂态零序电流在短窗时域和频域分布特性不同。利用各馈线故障后1/4工频周期时窗的故障暂态零序电流数据,经小波包分解并将其重构至不同频段,进而求得的时频特征量能在一时频窗内充分反映信号的时频特性,利用相关系数表征暂态零序电流的时频分布特性及其变化规律,并结合综合相关系数形成选线判据,实现配电网单相接地故障选线。大量电磁暂态仿真表明,该方法准确、可靠。     

基于DOST能量相似度的有源配电网故障区间定位方法

有源配电网小电流接地系统发生单相接地短路时,通过理论分析得出单个DG接入配电网并不影响零序电流大小的结论,由此提出一种基于离散正交S变换(DOST)暂态零序电流能量相似度的故障定位方法。首先对线路上检测设备上传的暂态零序电流信号进行离散正交S变换,然后利用得到的时频矩阵中的元素计算线路区间两端检测点的能量相似度,能量相似度小于设定的阈值即为故障区间。MATLAB/Simulink仿真结果表明该方法准确有效,适用于有源配电网的故障区间定位。     

基于特征频带内暂态零序电流特点的配电网单相接地故障选线方法

提出了一种新的采用特征频带内暂态零序电流集中式比较单相接地故障的自适应选线原理,设计了两种选线算法：提取各馈线中特征频带内的暂态零序电流幅值并进行相对比较,算法可以随系统运行方式变化、故障条件变化自适应的捕捉特征频带内暂态电流分量。当故障初始角较小、过渡电阻很大暂态分量很小时,采用零序电流有功低频分量幅值比较算法。该算法可适用于中性点不接地、非直接接地系统单相接地故障的各种情况。ATP仿真数据和现场实录数据的测试表明,综合选线方法具有很高的准确性和灵敏度,算法已经应用于YH-B811小电流选线装置中。     

配电网单相接地保护的研究

为快速识别配电网单相接地故障,断开故障线路并发出故障跳闸信号,仿真分析了配电网单相接地故障时故障线路和正常线路的暂态零序功率的特点,应用小波包精细分析配电网单相接地故障后的暂态零序功率,提取反映故障线路的暂态零序功率特征频带和信号窗长度;以零序电压作为单相接地保护的启动条件,以线路在特征频带和固定时间窗口的暂态零序能量为保护动作判据,构成配电网单相接地的反时限保护。仿真分析表明该单相接地保护动作原理不受短路时刻、接地电弧电阻、线路长度等因素的影响,满足继电保护"四性"要求。     

一种配电网线-缆混合线路故障选线新方法

城市配电网中线—缆混合线路的应用广泛。针对配电网发生单相接地故障时线—缆混合线路暂态电容电流较大的特点,提出一种基于小波包分解的故障选线相关分析新方法。应用小波包良好的频域分频特性,以适当频率带宽对配电网发生单相接地故障后各条线路的暂态零序电流进行分解,得到其在不同频段的输出。按能量最大的观点确定特征频段,并根据故障线路与健全线路的暂态电容电流在特征频段的相似性最弱的原理,通过对特征频段的小波包分解系数进行相关分析实现故障选线。理论分析和仿真结果表明,对于线—缆混合线路,该方法选线准确、可靠。     

基于特征频带内暂态零序电流特点的配电网单相接地故障选线方法

提出了一种新的采用特征频带内暂态零序电流集中式比较单相接地故障的自适应选线原理,设计了两种选线算法:提取各馈线中特征频带内的暂态零序电流幅值并进行相对比较,算法可以随系统运行方式变化、故障条件变化自适应的捕捉特征频带内暂态电流分量.当故障初始角较小、过渡电阻很大暂态分量很小时,采用零序电流有功低频分量幅值比较算法.该算法可适用于中性点不接地、非直接接地系统单相接地故障的各种情况.ATP仿真数据和现场实录数据的测试表明,综合选线方法具有很高的准确性和灵敏度,算法已经应用于YH-B811小电流选线装置中.     

改进暂态特征突变量的小电流接地系统选线仿真研究

应用小波包良好的频域分频特性,对配电网发生单相接地故障后的线路暂态零序电压和零序电流进行分解,得到其在不同频段的特征量,并利用暂态量突变特征最明显的频带作为特征频带,故障线路与非故障线路小波包分解系数的差别采用计数累加的算法实现故障选线.同时,为了避免弱故障时暂态分量过小引起的误选,结合零序电流有功分量法对弱故障进行判断,进一步提高了选线的正确性.通过仿真结果证明了提出的判据抗干扰能力强,即使在电压过零短路、高阻接地时仍可保持较高的可靠性.