采用Hilbert谱带通滤波和暂态波形识别的谐振接地系统故障选线新方法

利用谐振接地系统发生单相接地故障后,非故障线路的暂态零序电流波形相似,而故障线路暂态零序电流波形与非故障线路差别较大的特点,提出一种基于故障暂态零序电流波形时频局部特征识别的接地选线新方法。将故障后各线路首个工频周波内的零序电流波形经Hilbert谱带通滤波分解为多频带分量,在时域上对各频带分量做等间隔划分,得等面积的时频小块,以其面积为元素生成各线路的分块时频谱矩阵,进而综合运用相关系数法及欧氏距离法求取各线路相对于其他线路的综合相似系数,结合选线判据确定故障线路。仿真结果表明,该选线方法能适应各种故障条件及影响因素,具有裕度高,选线准确等特点。     

基于改进DTW的接地故障波形互相关度聚类选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时,各线路暂态零序电流波形具有非线性非平稳特性,故障线路与非故障线路的暂态零序电流波形存在差异性,提出一种基于改进动态时间弯曲距离(DTW)的接地故障波形互相关度聚类选线方法。通过改进DTW算法求取各线路发生故障后半个周期暂态零序电流波形两两之间的幅值互相关系数矩阵(ACCM),结合暂态零序电流极性互相关系数矩阵(PCCM),构造表征暂态零序电流幅值和极性信息的综合互相关系数矩阵(CCCM),由免阈值设定的模糊C均值聚类(FCM)算法选出故障线路。对噪声干扰、两点接地、电弧故障、采样不同步等情况的仿真结果表明,所提故障选线方法不受工程应用中可能存在的影响因素的影响,实现可靠选线。     

利用暂态电流Hausdorff距离的谐振配电网故障选线方案

针对谐振接地配电网系统高阻单相接地故障时无法可靠准确进行故障选线的问题,提出一种利用暂态高频电流波形差异的故障选线方案。通过分析谐振接地系统单相接地故障时的零序电流特征,发现健全线路与故障线路的暂态电流5、7次分量的波形依旧存在明显差异。利用Hausdorff距离算法比较线路间的暂态电流主要高频分量的波形差异进行故障选线。对各线路的暂态电流分量进行归一化处理,构造了暂态电流分量Hausdorff距离参数的故障选线判据,并设计了故障选线的实现方案。利用Matlab仿真以及试验录波进行计算分析,验证了所提出选线方案的正确性和有效性,尤其是对于配电网高阻单相接地故障具有良好的适用性。     

基于分段仿射传播聚类的小电流接地选线法

小电流接地系统在发生接地故障时,为了防止故障范围扩大,需要快速选择故障线路并跳开。传统的小电流接地故障选线方法存在故障特征不显著的难点,使用暂态零序电流作为特征参量,利用接地故障发生时接地相暂态零序电流极性特点,提出了基于分段仿射传播聚类的小电流接地选线法。首先,在故障发生时提取各线路暂态零序电流波形。其次,使用本文提出的分段仿射传播聚类算法,形成各线路暂态零序电流波形的聚类结果代码,进而通过离散度分析识别出故障线路。最后,基于RTDS系统进行了仿真试验。试验结果表明:本文提出的故障选线算法可以准确识别故障线路,具有较高的鲁棒性。     

利用暂态波形伸缩变换的谐振接地系统故障选线方法

谐振接地系统单相接地时,非故障线路间暂态零序电流波形的相似度高于故障线路与非故障线路暂态零序电流波形的相似度。非故障线路间的相似度主要与线路对地分布电容有关。采用2条线路对地等效电容的比值对暂态零序电流波形进行伸缩变换,以提高波形间的相似度及选线裕度。基于分段相平面分析,求出各线路伸缩变换后暂态零序电流波形的各段相平面轨迹到确定点的欧氏距离,构造可综合表征暂态零序电流波形幅值和极性信息的特征矩阵,对特征矩阵做模糊K均值聚类,选出故障线路。在噪声干扰、电弧故障、采样不同步、不同时间窗等情况下分别对所提方法进行仿真验证,结果表明所提算法适应性强,选线准确、可靠。     

谐振接地系统暂态波形差异性识别法接地选线

利用谐振接地系统发生单相接地故障时,故障线路与非故障线路间的暂态零序电流波形差异性大于非故障线路间的暂态零序电流波形差异性的特点,提出一种基于暂态波形差异性识别的接地选线新方法。对各线路故障暂态零序电流波形进行小波包分解、重构及信号增强处理,根据各频带频率大小确定该频带的时间窗的划分数量,求取各组时间窗波形的分布特征矩阵及其相互间的相对熵,用于衡量同组时间窗波形间的差异程度,采用等权重投票法统计各频带各组时间窗的初步选线结果并确定故障线路。大量仿真结果表明该选线方法选线准确、可靠。     

基于暂态主频分量相关性分析的故障选线方法

提出了一种利用零序电流暂态主频分量相关性来进行小电流接地系统故障选线的新方法,以解决单纯利用零序电流选线效果不佳的问题。通过对故障零序电流特征的分析,提出了采用Prony算法来提取各线路暂态主频分量。利用故障后非故障线路暂态主频分量波形相似,而故障线路与非故障线路之间有着明显区别的特点,对其进行相关性分析,得出综合相关系数,实现正确选线。理论计算及仿真结果表明,该方法准确可靠,抗干扰能力强,无须整定,不受故障初相角、接地电阻、故障距离及接地方式的影响,进一步提高了保护的裕度。     

基于波形相似度的小电流接地故障选线

提出一种基于零序电流波形相似性的配网小电流接地系统故障选线方法,以解决小波等暂态方法难以确定能量频段等问题。通过对小电流接地系统零序电流分析,发现非故障线路零序电流波形相似,而与故障线路电流波形有明显差别。提出了基于互近似熵的选线方法,通过直接计算同一母线的两条出线之间零序电流采样值的互近似熵值,判断两条线路零序电流波形的相识度,从而筛选出故障线路。仿真结果表明,该方法实现简单、选线准确率高,且不易受高电阻接地、电网结构和故障初始条件差异等复杂因素的影响。     

基于Bhattacharyya距离的小电流接地故障选线

提出一种基于Bhattacharyya距离测度零序电流相似性的配电网小电流接地系统故障选线方法,克服小波变换等暂态选线方法存在的难以确定能量频段的问题.通过对不同故障条件下小电流接地系统零序电流分析,发现故障后半个周波内故障线路和非故障线路的暂态波形相似度很低,而非故障线路之间的相似度很高.为此,提出了采用Bhatta...     

基于综合Hausdorff距离的小电流接地故障选线

将Hausdorff距离引入小电流接地系统故障选线,利用故障后暂态零序电流波形的相似性度作为故障选线判据,提出改进后的综合Hausdorff距离算法计算暂态零序电流的波形相似度,进行故障线路筛选。采用MATLAB/SIMULINK软件对不同故障条件分别进行仿真。实验结果表明,综合Hausdorff距离算法不受接地电阻、故障电压初相角、短路距离以及电网结构等因素的影响,具有准确性高,抗噪声能力强,检测速度快和对采样频率限制低的优点。     

基于方向行波能量的小电流接地系统故障选线方法

现有行波选线方法易受到高阻接地、行波全反射、噪声及其他恶劣接地条件的影响,存在灵敏度和准确度不高的问题.据此提出一种利用故障电流方向行波能量的配电线路接地选线方法.该方法选取各线路一定数据窗的暂态零序方向电流波形,对其经小波分解得到相应频带系数,利用所得系数和波阻抗的组合可求得各线路方向行波能量,根据方向行波能量的大小关系合理地构造判据表达式,充分利用故障信息,最大限度地放大故障支路与健全支路的区分度,使得故障线路可靠识别.理论分析、仿真和实测结果均表明,该选线方法对选线的灵敏度和准确度有较大提升.     

采用仿射不变矩的谐振接地系统故障选线方法研究

对谐振接地系统单相接地故障特征的分析表明,单相接地初始阶段故障线路与健全线路间的零序电流波形相似度低于各健全线路间的零序电流波形相似度,且故障初始时刻故障线路与健全线路的零序电流极性相反,高阻接地时该结论仍成立。仿射不变矩恰能反映各零序电流波形的整体形状特征和极性关系,且不受波形平移、旋转和缩放等仿射变换的影响,抗干扰能力强。对从各故障暂态零序电流波形图中提取的仿射不变矩特征量进行谱系聚类分析,并计算聚类有效性指标,选取聚类有效性最高的聚类树实现故障选线。各种故障工况的大量仿真表明,该选线方法适应性好,可靠性高。     

基于电流波形聚类的谐振接地系统高阻接地故障定位方法

谐振接地系统高阻接地故障暂态特征不明显,检测难度高。利用谐振接地系统高阻接地等值电路分析发现:高阻接地后的首个工频半波时间内,同属故障上游或下游的各检测点零序电流波形相似度高,而故障上、下游之间的检测点零序电流波形相似程度较低。鉴于同一线路各检测点故障电流分布的有序性,提出一种改进的聚类方法实现高阻接地故障定位,即从故障线路首个区段开始,依次将各区段前后检测点零序电流分别划为两个集合,选择集合之间距离最大的区段为故障区段。该方法减小了聚类算法计算量,提高了谐振接地系统高阻接地故障定位的可靠性,仿真与现场实际故障数据验证该方法是可行的。     

基于动态模式匹配距离的配电网单相接地故障选线研究

中性点经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障,各线路的零序电流暂态含量丰富,在理论分析单相接地故障零序电流特性的基础上,提出一种基于动态模式匹配距离(DPM)的零序电流波形相似性度量聚类选线方法.首先将单相接地后线路暂态零序电流以等分段点和极值点作端点进行动态分段,根据各分段均值及其变化趋势实现子分段序列形态模式符号化表...     

基于余弦距离和DBSCAN聚类的小电阻接地系统选线方法

针对小电阻接地系统发生单相高阻接地故障时存在的保护死区问题,依据接地线路与正常线路零序电流相位存在明显差异的特点,提出一种基于余弦距离和DBSCAN聚类的小电阻接地系统选线方法,通过计算馈线零序电流余弦距离矩阵并结合DBSCAN聚类算法实现选线。对于工程中零序电流互感器极性错误,通过对零序电流进行预处理,进一步提高选线的可靠性。通过仿真验证所提方法在单相高阻接地、谐波干扰、零序电流互感器极性错误、同相两点接地、母线接地等情况下能可靠选线。     

利用零序电流相位变化特征的灵活接地系统故障选线方法

针对配电网灵活接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出一种利用零序电流相位变化特征的故障选线方法。详细分析了单相接地故障时各线路与中性点零序电流的相位差变化特征。并联小电阻投入前,各线路与中性点零序电流相位差为180°;并联小电阻投入后,健全线路与中性点零序电流相位差约为90°,而故障线路与中性点零序电流相位差约为180°。通过互相关系数反映各线路与中性点零序电流相位差,并且构造互相关系数差动判据,进一步增强故障特征差异。同时,利用中性点零序电流计算幅值微弱的健全线路零序电流,有效降低零序CT无法准确采集导致故障选线装置误判的风险。PSCAD仿真结果表明,该方法适用于过渡电阻3000Ω以内的接地故障,在零序CT反接、强噪声干扰等极端工况下,依然具有较高的可靠性。     

基于聚类分析和相关分析的故障选线方法

为准确选出谐振接地系统单相接地故障线路,提出一种相关分析与聚类分析相结合的选线方法。根据系统单相接地故障后零序暂态电流在故障线路和健全线路的差异,首先运用相关分析得到各线路零序暂态电流的综合相关系数并以此选取候选故障线路;然后求取各线路零序暂态电流之间的综合欧氏距离,以综合欧氏距离为基础对各线路进行聚类分析,依据聚类结果结合相关分析得到的候选故障线路最终确定故障馈线。理论分析和大量仿真结果表明,该方法可以有效避免运用相关分析法时因各线路零序电流相关性减弱造成的选线误判问题,并且选线结果准确、可靠。     

小电流接地系统两点单相接地故障选线的研究

分析了小电流接地系统发生两点单相接地故障后零序电流的特征,在完善一点接地故障选线的基础上,提出了一种针对系统发生两点单相接地故障的选线方法,该方法主要利用线路发生两点接地故障时故障线路的暂态零序电流方向与所有非故障线路暂态零序的方向差异最大,母线故障时各线路暂态零序电流方向一致的特点进行第一次故障选线,当该故障线路被切除后,再利用故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流这一特点进行第二次故障选线.理论和大量Matlab仿真表明:该方法适合于各种接地方式的小电流接地系统一点或两点单相接地故障的选线,具有可靠性高、抗干扰能力强的优点.     

基于极性能量相关性的配电网故障选线

利用故障线路暂态零序电流波形极性能量与非故障线路差异原理,提出基于馈线暂态零序电流极性能量相关性识别接地故障线路的新方法。小波包分解故障前后一个工频周期的馈线暂态零序电流,将最外层不同频带系数等间隔划分为若干小块,求出极性能量,得到时频谱矩阵,形成线路间故障综合相关系数选线判据,实现故障选线。MATLAB仿真结果表明:极性能量充分利用暂态零序电流局部时频特性,克服暂态零序电流微弱、小故障合闸角和电弧、高阻接地等因素影响,有效地提高了选线的准确度和可靠性。     

小电流接地系统单相电弧接地故障特征的研究

通过理论分析和大量6kV模拟电弧接地实验,对小电流接地系统单相电弧接地故障时的暂态零序测量电流、零序电压的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系进行了深入的研究和分析。这些暂态分量的特性为研究基于单相接地故障暂态分量分析的接地选线方法提供了理论依据。