一种新型谐振接地系统故障选线装置

简述了谐振接地系统和单相接地故障选线技术的发展概况,提出了一种新的单相接地故障选线原理,即"零序基波时序鉴别"原理,并设计了基于该原理的故障选线装置.该装置运用电子设计自动化技术、在系统可编程逻辑器件和自研发的专用集成电路,采用"并行处理、分散监控"运行方案,实现了过补偿谐振接地系统单相接地故障的准确选线,并通用于谐振接地系统过补偿、欠补偿、无补偿(消弧线圈断开)运行状态.工业试验及实际运行情况表明该选线装置技术先进,故障选线准确、可靠.     

基于馈线零序阻抗特性的谐振接地故障选线方法

谐振接地配电网发生单相接地故障后,健全线路的零序阻抗在最小串联谐振频率以下的各频段呈电容特性;故障线路的零序阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。依据这一现象,提出一种基于馈线零序阻抗特性的故障选线方法。通过低通和带通数字滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流的高频分量和低频分量,并分别对母线零序电压的高频分量和低频分量求导。由于容性线路的电压导数与电流的比值为定值,故母线零序电压导数与健全线路零序电流的比值在高频段与低频段相等,其实际差值近似为0;母线零序电压导数与故障线路零序电流的比值在高频段与低频段不等,其差值较大,据此构成故障选线判据。理论分析和仿真结果表明,该方法选线准确、可靠且适应性强。     

谐振接地与"S注入法"选线定位

根据小电流接地系统单相接地故障的特点,提出了谐振接地和“S注入法“选线定位新原理,导出了有关的公式和算法,研制出了相应的装置.     

基于瞬时零序功率的谐振接地系统单相接地选线新方法

针对谐振接地系统单相接地故障,基于瞬时功率理论,提出了采用瞬时零序功率的复合选线新方法。分析了系统故障后的稳态及暂态故障特征。利用坐标变换后的故障信号分别推导、计算了稳态和暂态过程线路上的瞬时零序功率。通过对瞬时零序功率的分解得出,故障前后线路上的零序功率振荡分量以及故障线路与非故障线路零序功率振荡分量成分不同、频率特征不同。通过提取并综合分析振荡分量中单倍、2倍、4倍以及6倍工频振荡信号来甄别故障线路。该方法综合暂态和稳态特征、考虑谐波信号、多判据互补、不涉及相位分析,并且物理意义清晰。仿真及实录数据验证表明该方法有效。     

近似熵在谐振接地系统故障选线中的应用

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的故障相暂态分量的频谱分布具有明显差别。近似熵作为一种衡量时间序列复杂度的方法,在非平稳信号分析方面具有独特的优势。据此探讨了近似熵(approximate entropy,Ap En)作为谐振接地系统故障选线判据的可能性与适用性。利用Matlab建立了故障仿真模型,考虑故障角、接地电阻、故障距离等故障条件,通过对含噪声环境、采样不同步以及不同消弧线圈补偿度等情况下的仿真,证明了近似熵作为一种选线判据的可行性。     

谐振接地系统故障选线方法

介绍各种谐振接地系统故障选线方法的基本原理、适用范围和存在的不足。     

基于零序电流激励的谐振接地系统故障选线测后模拟方法

谐振接地系统单相接地故障零序电流暂态量显著,设计一个高通数字滤波器,提取出零序电流的高频暂态分量。依次假设各馈线为故障馈线,将假定的故障馈线零序电流的高频暂态分量作为激励信号,依据各馈线零序分布电容参数,运用测后模拟法定量地求解电路响应,即求取各馈线零序电流高频暂态分量的测后模拟波形。当假设为真时,各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形相吻合,具有极强的相似性;而当假设为假时,实测波形和模拟波形差异较大。对各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形在一定数据窗下进行相关分析,并求取各次假设情况下各馈线零序电流高频暂态分量的实测波形和模拟波形的平均相关系数,形成选线判据,实现选线。大量仿真表明,该方法选线准确、可靠。     

基于高低频段暂态信号相关分析的谐振接地故障选线方法

针对谐振接地系统在相电压过零点附近发生单相接地故障时选线灵敏度不足的问题,提出一种基于高低频段馈线零序电流与母线零序电压导数的相关分析故障选线法。系统故障后健全线路的阻抗在高低频段均呈电容特性,而故障线路的阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。由此可知,健全线路零序电流与母线零序电压导数的相关系数在高频段和低频段相等,其差为零;故障线路在低频段含有衰减直流分量,该频段内零序电流与母线零序电压导数的相关系数很小,而高频段的相关系数数值较大,两者差值较大。根据这一特点构成故障选线判据。该方法物理意义明确,能提高相电压过零点附近的选线灵敏度,在其他故障状态下也能准确选线。大量仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统中发生故障时选线准确率低的问题,提出一种谐振接地系统单相接地故障选线新方法。通过分析不同线路的零序电流与零序阻抗特征,发现健全线路的零序阻抗始终呈容性,零序电流为纯容性电流;而故障线路零序电流在低频段含有消弧线圈的感性分量,且幅值大于高频段。先使用低通滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流在低频段的信号分量,并对母线零序电压求导;然后比较任意两条线路的零序电流与纯容性电流交叉相乘后乘积的差值,差值最大的为故障线路。分别对不同工况下的单相接地故障进行了仿真验证,结果表明,该方法选线准确,适应性强。     

暂态零序电荷-电压特征与支持向量机结合的谐振接地系统故障选线研究

提出了一种暂态零序电荷-零序电压(Q-U)特征与支持向量机(SVM)相结合的配电网谐振接地系统故障选线方法。为解决配电网故障选线不可靠的问题,从配电网暂态故障特征出发,研究单相接地故障后馈线暂态零序电荷与零序电压的故障特征关系。并以各条馈线零序电荷与电压相关系数作为选线特征输入量,通过结合支持小样本分类的支持向量机分类算法,建立了一套基于暂态零序Q-U特征的配电网故障选线流程。在PSCAD/EMTDC仿真软件下建立35 kV的谐振接地系统模型,大量仿真结果表明该方法不受故障距离,故障时刻的影响,特别在高阻,电弧等工况下仍然能够实现正确故障选线。     

小电流接地选线装置原理及应用

分析YH—B811小电流接地装置的保护原理、选线原理及应用情况,得到小电流接地装置可以准确检测出故障线路并跳闸切除,在保证供电可靠性的同时,实现减少人身伤害事故,具有显著的社会效益和经济效益。     

基于暂态零序电流的小电流接地系统故障选线装置

文中分析了目前电网中应用的小电流接地系统故障选线装置存在的问题,分析和探讨基于暂态零序电流的小电流接地系统故障选线装置的特点。     

小电流接地选线装置原理及其应用

小电流接地选线装置用于冶金、煤炭、石油、化工等小电流系统,提高了供电电网和企业内部电网的供电可靠性,减少了因为单相接地故障处理不及时而扩大的事故.针对我公司35kV石化电站6kV供电系统中性点接地方式,阐述了该装置的基本结构和工作原理,分析了新技术在本系统中所起的作用及带来的效果.     

谐振接地电网的等值分析

在我国,谐振接地方式在中压电网得到越来越广泛的应用,谐振接地方式有效地遏制了电网中发生的各种瞬间接地电弧故障的发展.本文通过对这种接地方式下电流、电压分布以及电压谐振和电流谐振原理的分析,建立了相应的等值分析模型,指出了谐振接地方式能有效熄灭电弧的原理、消弧线圈调谐的原则,并提出了基于可实时调节消弧线圈的谐振接地电网单相接地故障选线新方法,为提高谐振接地电网的单相接地故障保护性能提供了研究基础.     

保护装置中小电流接地选线功能

对典型保护装置中的小电流接地故障选线功能进行仿真,对保护装置中设置的小电流接地选线功能提出一些建议。     

基于连续小波变换与改进ResNet的谐振接地系统故障选线新方法

为解决谐振接地系统选线可靠性不高的问题,提出一种连续小波变换与改进残差神经网络(ResNet)相结合的谐振接地系统故障选线新方法。对捕获的各馈线零序电流进行连续小波变换得到二维时频图,作为网络输入量,以ResNet18为基本主干网络构建选线网络。仿真实验结果表明,该方法指标评估结果更优,在噪声干扰下,选线精度可达97.84%,具有精度高、收敛速度快、鲁棒性强等优点。     

谐振接地系统接地故障选线技术分析

文章介绍了谐波法、有功分量法、注入信号法、中电阻法、残流增量法、小扰动法、首半波法、新型暂态法、行波法、综合法等几种谐振接地系统接地故障选线新方法的基本选线原理,分析了各种选线方法的选线可靠性以及安全性、适用性等其他性能。从国内外的应用情况来看,以中电阻法为代表的主动式选线方法和基于暂态信息的被动式选线方法最具发展潜力。对于稳定性接地故障,中电阻法效果较为理想;而暂态选线法则在处理间歇性接地故障、弧光接地故障中成功率更高。综合来看,暂态法在保持高选线成功率的基础上,在系统安全性、经济适用性等方面具有更为明显的优势。但由于暂态法的原理不如中电阻法简单明了,用户接受起来有一定困难。用户应根据具体条件谨慎选择各种选线方法。     

配电网接地选线装置的研制

针对配电网中性点经可控消弧线圈接地电网单相接地故障选线困难的实际,提出接地选线新方法。给出了零序电流比幅接地选线法理论推导,得出了小电流接地系统在正常运行和发生单相接地故障时系统主要物理量的计算公式。搭建了试验模型,介绍了控制器的硬件结构及主要软件流程。硬件系统由CPU模块、模拟量采集模块、开关量输入/输出模块、液晶显示模块、电源模块和通信接口等模块组成。实验表明,该装置运算速度快、选线准确、抗干扰能力强。     

配电网接地选线装置的研制

针对配电网中性点经可控消弧线圈接地电网单相接地故障选线困难的实际,提出接地选线新方法.给出了零序电流比幅接地选线法理论推导,得出了小电流接地系统在正常运行和发生单相接地故障时系统主要物理量的计算公式.搭建了试验模型,介绍了控制器的硬件结构及主要软件流程.硬件系统由CPU模块、模拟量采集模块、开关量输入/输出模块、液晶显示模块、电源模块和通信接口等模块组成.实验表明,该装置运算速度快、选线准确、抗干扰能力强.     

利用暂态电流的谐振接地电网故障选线自适应新方法

谐振接地系统(NES)发生单相接地故障时,由于故障电流小及接地点电弧不稳定等原因,其零序故障电流准确获取和定值整定困难,使其故障线路的检出仍是难题。在分析小电流接地系统单相电弧接地故障时各线路零序暂态电流特征的基础上,提出一种基于暂态电流的故障选线自适应方法。利用所有健全线路暂态电流与故障线路暂态电流之差为最小值的原理,构成故障选线算法。新方法不仅能消除故障电流小和接地点电弧不稳定影响,而且还能在短线故障时,克服健全长线电容电流的影响,有很强的抗干扰能力,毋需整定,不涉及极性和方向的判断,具有自适应性,可大大改善保护对故障线路检出性能。大量的数字仿真结果表明,该方法有效。