基于小波系数均差值的低压电弧故障诊断方法

随着电力电子技术在低压领域的广泛应用,一些电器负载正常工作时的电压电流特性与故障电弧的典型特性相似,现有的小波变换故障检测方法难以区分故障电弧和特殊负载正常工作时的相似电弧,文章提出一种基于多分辨率分析的快速小波变换检测故障电弧的新方法。文中方法对负载电流采样数据运用Mallat算法进行多尺度分解,将重构后的小波高频系数的均值及差值作为判据,对多种类型的负载在故障和正常运行条件下的电流特性进行分析验证。结果表明:该检测方法能准确区分故障电弧和相似电弧,辨别特殊负载的能力增强,低压供配电系统中电弧故障断路器故障诊断的准确率提高。与现有方法相比,文中方法具有计算简单、诊断可靠性高等特点。     

动态小波变换在单相重合闸故障判别中的应用研究

分析了输电线路发生单相接地故障时,永久性故障与瞬时性故障电弧燃烧的特性,提出一种基于动态小波变换的自适应单相重合闸故障类型的判别方法。小波变换能够准确地检测到电力系统故障突变信号的特征,而傅里叶变换能够较准确地反映工频信号量,将二者结合起来构成的动态小波变换,不仅可以检测到故障信号中的工频分量,还可以检测到谐波分量。动态小波变换与常规小波变换相比,检测故障突变信号的能力更强。将其用于单相重合闸故障类型的判别,可以在熄弧之前进行判断,具有快速、准确的显著特点。仿真结果验证了该方法的有效性。     

小电流接地故障电弧建模及过电压分析

间歇性电弧接地过电压是小电流接地故障最大的危害之一,建立准确的电弧模型是研究过电压特征的基础。基于现有的几种动态电弧模型,提出改进的"控制论"电弧模型,并将该模型应用于小电流接地系统。通过在PSCAD平台上搭建10 kV配电网模型,研究基于工频熄弧和高频熄弧理论仿真间歇性电弧接地故障,并对比分析接地过电压的异同。仿真结果表明,所提电弧模型能够有效反映小电流接地故障的电弧特性,模拟出的过电压符合实际情况。证实在不接地系统中,高频熄弧产生的最大过电压明显高于工频熄弧;而在消弧线圈接地系统中,二者近似相等。     

低能电弧放电模型比较分析

比较了低能电弧放电电流线性衰减模型和动态伏安特性模型 .指出两者在反映最小建弧电压、放电瞬间的电流下降率和放电时间这 3个参数上是一致的 .但是对于反映放电能量的两个组成部分之间的比值这一参数上 ,前者的结论是该比值只与电源电压有关 ,而后者的结论是该比值与电源电压和电路电感都有关 .分析发现电流线性衰减模型是动态伏安特性模型的特例 ,因而可解释上述比的不同     

电网故障行波传感器研究及测试

传统的电容式电压互感器在高频段不具良好的响应特性,不能满足电压行波测量的相关要求,电压行波故障定位法的发展也因此受到一定限制。该文基于Rogowski线圈原理设计穿芯式行波传感器,其通过测量电容式电压互感器(CVT)的入地电流行波来检测线路电压行波,能有效传变线路电压行波信号,无需高速采集系统,可应用于电压行波故障定位装置。该文实验测试穿芯式行波传感器的传输特性,包括频率响应特性、高频暂态行波信号响应特性、工频特性、耐压特性以及抗干扰特性。实验结果表明:该传感器能有效传递10 kHz^2 MHz频率范围内的行波信号,从而防止接地线泄漏工频电流信号传递到二次侧,避免后续装置误动。     

基于小波分析的配电网电弧接地故障选线方法

鉴于城市中低压配电网电容电流急剧上升,单相接地故障电弧难以自熄,易产生电弧接地过电压及扩大事故,探究谐振接地系统(NES)电弧接地故障的可靠选线方法是保障配网稳定安全运行的基础。首先,建立NES发生电弧接地故障的等值电路,分析故障、健全线路之间零序电流存在的差异。其次,通过引入动态弧长参数改进Schwarz电弧模型,并采用MATLAB/Simulink搭建改进Schwarz电弧仿真模型,在此基础上搭建某城市中压配电网电容电流超标场景下的纯电缆线路系统电弧接地故障模型。再次,设置典型故障条件模拟任意线路的电弧接地故障,提取各线路零序电流进行coif小波分解,提出当出线发生电弧接地故障时,故障线路与健全线路非工频零序电流模极大值的极性相反;当母线发生电弧接地故障时,提出所有出线非工频零序电流模极大值的极性相同的电弧接地故障选线判据。最后,设置典型的故障条件验证了该方法对NES电弧接地故障选线的有效性。结果表明：在不同的过渡电阻、故障点距离、故障时刻相位角等典型故障工况下,所提方法均能正确选择出电弧接地故障线路。     

电感性本质安全电路火花放电全过程仿真

本文对IEC火花试验装置标定电路断开过程中钨丝与镉盘间的极间电容进行了分析,得到了极间电容和分离时间之间的关系.基于电感性本质安全电路电弧放电的动态伏安特性数学模型,建立了断开过程中电弧的MATLAB仿真模型,对电路断开过程中电弧的电压和电流进行了仿真分析,得到了电感性本质安全电路火花放电的全过程仿真波形.通过比较,与实际的波形保持了良好的一致性,证明了理论分析的正确性.     

基于Schavemaker模型的串联电弧故障仿真研究

当线路或设备长时间工作时,其绝缘层易出现老化或破损,可能发生串联电弧故障。串联电弧故障因受线路负载限制,电流一般较小达不到断路器阈值,以至于现有断路器无法实现对串联电弧故障保护,是现有电气保护体系的漏洞之一。首先,采用Schavemaker电弧模型分别对线性和非线性负载条件下串联电弧故障进行仿真,分析电弧故障电流、电压和电阻的特点;然后,利用傅立叶变换得到电流和电压的幅值频谱,分析频谱特点;最后,分析电弧参数τ对电弧故障仿真的影响。对电弧仿真模型进行研究,可以更加清楚地了解电弧的物理本质,对电弧故障的检测起到积极作用。     

电感性本质安全电路电弧放电伏安特性分析

指出电感性本质安全电路的电流线性衰减模型与实际情况不符，也不能准确说明放电能量的误差．在实验研究的基础上，得出了电弧放电的动态伏安特性服从直线规律的结论，并由此建立了以电弧电压初始值和终止值为参数的数学模型，这不但能克服线性模型的上述缺点，而且还通过将电弧看作一非线性电阻，提出了应用非爆炸方法来评价电路本安性能的新思路     

小波分析在CO_2弧焊控制中的应用

作者针对小波分析的特点,将其两个重要特性应用于电弧焊控制中。一是利用小波变换模极大值来与检测信号的局部奇异性的关系特点,对电弧电压信号进行了局部奇异性的检测。结果表明,小波分析方法可检测到电弧电压信号发生拐点时的位置及突变程度,可用来提取焊接电压的波形特征及缩颈发生的特征信息。二是利用小波分析在信号处理上良好时域、频域局域性,对电弧传感方式下的摆动焊接电流进行了软阈值滤波,取得了良好的效果,消除了短路过渡所造成的峰值电流,提高了信噪比。     

浅析配电线路运行管理

随着当今社会经济的迅速繁荣,电力需求迅猛增加,对于电力供应的配电线路的质量要求也日益增强.作为电网结构重要环节的配电网,由于点多面广、径难线长,其维护工作也越来越困难.针对配电线路的日常运行管理以及配电设备的检修抢修等进行了简单的阐述分析,指出配电线路如何才能在科学管理的指导下,实现高效、安全、优质、经济运行.     

交流电弧炉闪变及其影响因素分析

电弧炉在正常生产时会对电网产生以电压波动与闪变为主要特征的不利影响.根据弧长变化对电弧伏安特性造成的实际影响,提出以受控电压源的形式接入电力系统的电弧炉动态模型,可用来实现电弧炉电能质量的研究;并采用IEC闪变仪框图建立基于MATLAB的闪变测量模块,测量公共供电点的短时闪变值,分析电弧炉闪变的影响因素。分析结果表明,弧柱温度的波动区间越大,将产生更多的电压闪变.     

基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断

为了实现低压串联故障电弧的有效诊断,基于ULI699标准搭建了交流电压为220V、频率为50Hz的串联故障电弧实验平台,并对不同负载回路正常工作电流以及串联故障电弧电流进行数据采集,提出基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断方法.通过对电流信号进行4层小波包分解,提取小波包能量熵作为特征向量描述故障电弧电流信号在不同频段的能量分布.采用主元分析（PCA）法提取特征向量的主元作为BP神经网络的输入,实现样本最优压缩以简化神经网络结构.仿真结果表明,该方法故障诊断准确率较高,能够有效地识别串联故障电弧.     

超高压可控电抗器抑制内过电压及潜供电流

针对我国超高压输电线路中普遍安装的固定高压并联电抗器显著制约线路传输功率的缺点,提出采用可控电抗器来代替的方案。首先介绍了可控电抗器的结构和工作原理,建立了基于小斜率磁化曲线的可控电抗器模型。针对此模型着重分析了可控电抗器的谐波特性、伏安特性、控制特性和响应时间特性,列出了可控电抗器中性点小电抗器的计算公式。根据三右-江陵500 kV输电线路建立了超高压线路模型,仿真研究了可控电抗器应用于该线路后对工频过电压、操作过电压以及潜供电流的抑制效果。仿真结果表明:可控电抗器除了能随着系统传输功率的变化来平滑调节无功容量,还能抑制故障时产生的工频过电压和操作过电压,限制单相故障时引起的潜供电流,成功实现单相自动重合闸。从而验证了可控电抗器应用于超高压输电线路的可行性和有效性。     

Residual current compensation for single-phase grounding fault in coal mine power network简

The way of neutral point to earth via full compensation arc suppression coil can solve the problem of residual current compensation in coal mine power network effectively. Based on the analysis on the grounding current detection results of Xieqiao coal mine, the conclusion that harmonic component of grounding current is dominated by higher harmonics with complex harmonic sources in coal mine power network system was obtained. The influences of harmonic source type and fault point position on harmonic voltage and harmonic current were analyzed theoretically. The influences of earthed fault feeder detection result and the estimation errors of parameters to earth on residual current compensation were analyzed. A new thought of residual current prediction and the selections of model method and control method were proposed on this basis. The simulation results prove that harmonic amplitudes of zero sequence voltage and zero sequence current are determined by harmonic source type as well as fault point position in coal mine power network, and also prove that zero sequence voltage detection can avoid the unstable problem of coal mine power network system caused by undercompensation of capacitive current. Finally, the experimental device of full compensation arc suppression coil is introduced.     

配电网接地故障电压消弧新方法

随电力系统发展,配电网结构复杂,接地故障电容电流大,常规中性点经消弧线圈接地的电流消弧方式难以满足运行要求.介绍一种中性点非有效接地配电网接地故障电压消弧方法,当发生弧光接地故障时,将一电抗器接入故障相母线与地之间,钳制故障点电压,破坏电弧重燃条件,促进电弧自行熄灭;当发生永久性接地故障时,短接电抗器,旁路接地故障电流,降低故障点区域的跨步电压,并实现故障选线.仿真分析表明：该方法不受电容电流大小的影响,操作简单、成本低、消弧效果好,特别适用于风电场等对地电容电流很大的配电系统.     

小电阻接地系统的方案设计及应用

随着电力电缆在城市配电网中的广泛采用,中性点经消弧线圈接地系统已暴露出其存在的不足,针对目前长沙市配电网的运行状况,对比小电阻接地系统和消弧线圈接地系统各自的优缺点.以罗家嘴变电站10kV系统为对象,研究10kV配电网采用中性点经小电阻接地系统的总体方案,主要分析小电阻阻值的选取、接地变压器容量的确定;重点实测和计算分析小电阻接地系统单相接地故障情况下故障点的跨步电压.目前该接地系统运行状况良好,为小电阻接地系统在长沙市配电网中的推广应用起到了重要的理论和工程实践指导作用.     

钢铁厂电弧炉对配电网电能质量影响的预测与治理

电弧炉是供电系统各类功率波动性负荷中对电压特性影响最大的负荷．论文以具有多台电弧炉的某新建钢铁公司接人电网为例,分析了电弧炉的工作特性,并对配电网电压波动、闪变和谐波等电能质量指标进行了预测,提出了治理方案,计算和分析结果表明：SVC装置可以有效抑制电流谐波和电压波动．