一种新的电弧接地故障选线方法

通过理论分析和大量6 kV模拟试验验证,研究了电弧接地故障时暂态零序测量电流的特征,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:①电弧接地时,零序电压和各馈线零序电流中都有高频衰减的暂态分量.暂态分量的频率主要与变压器漏抗、电网对地电容和相间电容有关.暂态分量的特征基本不受中性点接地方式的影响.②故障线路与非故障线路的零序暂态电流在频率、衰减速度等特性上相同.非故障线路零序暂态电流的大小与本线路对地电容的大小呈正比,而故障线路零序暂态电流等于所有非故障线路零序暂态电流之和,但方向相反;零序暂态电流的衰减速度随电弧电阻的增大而加快.③单相接地故障发生在相电压最大值附近时,暂态零序电流最大,发生在相电压过零点附近时最小.在此基础上,提出一种新的、能在单片机上实现并满足在线实时选线计算需要的单相接地故障暂态电流选线算法.经实验数据证明,该算法对电弧接地故障是有效的.     

基于罗氏线圈二次信号的煤矿高压电网接地故障区段定位

煤矿高压电网的单相接地保护仍需依靠动作时间的级差配合以实现纵向的选择性,这对井下供电安全是潜在的威胁。为此,分析并阐明了煤矿高压电网单相接地故障时各线路区段零序电流的基波有功分量、高次谐波无功分量的分布特点;同时提出将罗氏线圈引入到零序电流信号的检测中,对其二次侧电压信号的幅值与相角特性的分析表明利用罗氏线圈测量零序电流可有效提升谐波分量在被测电流中的含量比例。在此基础上构造了基于罗氏线圈二次侧信号的综合零序电流判据,并给出了煤矿高压电网单相接地故障区段定位算法。该算法不仅可实现无级差的单相接地故障区段定位,而且可有效提高单相接地保护的灵敏度。建立了基于PSCAD/EMTDC的10 kV煤矿高压电网模型,通过典型故障仿真验证了算法的正确性。     

基于罗氏线圈二次信的煤矿高压电网接地故障区段定位

煤矿高压电网的单相接地保护仍需依靠动作时间的级差配合以实现纵向的选择性,这对井下供电安全是潜在的威胁。为此,分析并阐明了煤矿高压电网单相接地故障时各线路区段零序电流的基波有功分量、高次谐波无功分量的分布特点;同时提出将罗氏线圈引入到零序电流信号的检测中,对其二次侧电压信号的幅值与相角特性的分析表明利用罗氏线圈测量零序电流可有效提升谐波分量在被测电流中的含量比例。在此基础上构造了基于罗氏线圈二次侧信号的综合零序电流判据,并给出了煤矿高压电网单相接地故障区段定位算法。该算法不仅可实现无级差的单相接地故障区段定位,而且可有效提高单相接地保护的灵敏度。建立了基于PSCAD/EMTDC的10 kV煤矿高压电网模型,通过典型故障仿真验证了算法的正确性。     

基于智能变电站的煤矿高压电网选择性接地保护研究

对于煤矿电网单相接地故障,各种保护原理有自身适用的范围和缺陷,并且上下级保护的整定难以配合,导致煤矿高压电网单相接地保护无选择性。智能变电站能实现全站信息的共享,这为解决接地保护无选择问题提供了新的契机。将各支路零序全电流所在象限作为判断依据,对多支路信息综合保护判据进行了研究,PSCAD软件建模仿真证明了该方法能保证接地保护的横向选择性。对电网拓扑节点优化矩阵算法实现故障区段定位进行了研究,构造网络结构矩阵和故障信息矩阵,得到故障判断矩阵来判断故障所在区段,算例和PSCAD软件建模仿真证明了该方法的优越性。论述了基于煤矿智能变电站实现选择性接地保护的方案,包括区域集控式煤矿智能变电站结构和实现选择性接地保护的过程。     

基于模糊理论的煤矿高漏选线算法的研究

为解决煤矿高压电网单相接地漏电故障(高漏)的问题,选择模糊理论算法,采用电流谐波故障诊断法,零序有功功率法,暂态零序电流互积求和法等方法,设定故障测度隶属函数和权重系数隶属函数,实现模糊综合决策,判断出单相接地故障线路。通过Matlab/Simulink模拟仿真实验证明,基于模糊理论算法可精确地判断出单相接地故障线路。     

基于近似熵算法的单相接地故障定位研究

采用Matlab搭建单相接地仿真模型,设置多个检测点,用近似熵算法求取各检测点的近似熵。由于故障点前后暂态零序电流波形的差异,导致近似熵值的不同,据此可以判定故障区段。该方法具有不需要不同检测点精确时间同步,所需数据量小等优点。     

基于小波变换的小电流接地系统故障选线方法

 配网单相接地故障时因故障电流小,其选线问题一直未能得到很好的解决。本文以适当的频率带宽对发生单相接地故障后各条线路的暂态零序电流进行分解,利用暂态零序电流在选线频带内小波系数的幅值和极性特征选出故障线路,并对采样频率和分解尺度的选择做了说明,给出了详细的故障选线步骤, MATLAB仿真实验表明,该方法不受接地电阻的影响,抗干扰能力强,选线准确、可靠性高。     

调容式消弧系统的故障选线分析

对现有选线方法和选线系统作了分析探讨,提出了采用消弧线圈和小电流选线一体化的新方法,即当系统单相接地时,通过改变消弧补偿系统的脱谐度,计算各馈线回路的零序电流的变化量选出故障线路。试验结果表明,该方法可以准确地实现小电流接地系统单相接地故障的选线,并且无需区分暂态和稳态过程。     

煤矿多级线路单相接地保护的纵向选择性

现阶段煤矿高压电网接地保护的纵向选择性要靠上、下级接地保护时间差配合来实现,并需要合理地整定各级保护的动作值和动作时间,而采区变电所离电源进线较远,经过电器配电装置的级数较多,很难实现上下级的合理配合,为此提出一种电网节点拓扑矩阵算法实现单相接地故障区段定位的方法,对故障进行定位。该矩阵算法通过仿真表明,能满足定位要求,并保证多级线路单向接地保护的纵向选择性。     

煤矿电网谐振接地系统暂态脉冲极性的研究

通过对井下独立变电所和级联多变电所模式下发生单相接地故障时各分支路零序电流表达式的推导,文章分析了此暂态脉冲的初始幅值、脉宽持续的时间与接地电阻、线路对地分布电容、故障时刻之间的关系,并给出了相关的表达式。故障线路的暂态脉冲幅值最大且极性与非故障线路的暂态极性相反,故障时刻暂态脉冲的幅度与接地电阻成反比,与故障相位角正弦值成正比;所有非故障线路的暂态脉宽一致,且小于故障线路的暂态脉宽,暂态脉宽与接地电阻成正比。最后matlab下的仿真验证了该结论的正确性。     

融合小电流接地的矿山电网接地选线设计

煤矿井下低压电网运行环境特殊性及复杂性,导致利用单相接地故障零序电流进行选线的速度与准确度均有很大影响。为此,在深入研究小电流接地系统单相接地故障特点的基础上,提出将两个小电流接地系统相融合进行选线的思路,即正常运行于中性点不接地系统,当发生单相接地故障时,使系统运行在中性点高电阻接地状态进行故障选线,完成选线后,再恢复到原来中性点不接地状态运行。并给出了一个具体的将两个小电流接地系统相融合实用电路。该方法在大概率故障线路零序电流为最大的前提下,利用显著增大的故障与非故障线路特征量之间的差别,有效提升选线的准确度,可以明显提高保护动作的灵敏性。     

基于多重分形的煤矿电网单相接地故障类型的辨别

提出一种先进行故障类型辨识,再根据故障类型确定加权系数的新方法。该方法利用多重分形对接地故障的零序电压信号进行分析,得到不同故障情形下零序电压多重分形谱的分布范围,判断故障趋向于稳定故障和非稳定故障的程度,从而合理确定稳态量判据和暂态量判据的加权系数。高压实验室进行的模拟试验表明,该方法能够很好地确定加权系数。     

基于首半波与有功分量的综合选线装置

为解决小电流接地系统发生单相接地故障后,单相判据的小电流单相接地故障选线成功率普遍较低的问题,提出一种基于暂态首半波和零序电流有功分量方向的综合选线装置。硬件上,采用DSP和MCU的双CPU结构。该软硬件平台运算速度快、运行稳定,是小电流接地系统一种实用的选线平台。     

含分布式电源的配电网接地故障自动检测方法

分布式电源发生故障时的零序电流极其微弱,不易被察觉,基于此,提出一种含分布式电源的配电网接地故障自动检测方法。利用S变换算法将配电网接地信号转换为复时频矩阵,提取其中信息量作为故障信号特征;计算配电网中每条线路的暂态信号真有效值,比较参考线路与其他线路间极性,找出故障线路;比较3条线路间的暂态能量比值是否大于1,如果大于1,说明线路出现了母线故障。经仿真实验验证,所提方法不受配电网中分布式电源的容量影响,可有效检测出隐藏的接地故障线路。     

基于小波分析的中性点非有效接地系统故障选线方法研究

接地系统故障的存在对煤矿电网运行安全及质量带来安全隐患。分析了小波包变换原理、综合模值差系数确定、综合相关系数确定等相关小波分析理论;讨论了故障选线方法;通过ATP-EMTP软件对煤矿电网接地系统故障选线进行了分析。结果表明,运用db5小波分解方法能够对各类频段特征的系统线路故障进行识别,特别是当单相接地故障出现在母线时,可以快速准确地得出选线结果;当馈线回路数较多时,该方法具有较高的可靠性。     

单相漏电的故障暂态特性

采用卡伦鲍厄变换建立单相漏电故障暂态模型,运用暂态等值电路研究漏电信号的故障特性与故障条件间的关系。得出了故障暂态信号的频率、幅值和衰减特性主要由漏电阻抗决定,故障暂态电流的成分由漏电时刻决定等结论。根据单相漏电故障的特性,利用小波包对漏电信号进行分解,引入频带能比因子与阻抗因子的概念来定量描述故障暂态特性。理论分析与仿真研究证明了所得结论的正确性,且将其应用到矿井漏电保护装置中,可有效缩短人体触电时间,提高矿井供电的安全性和可靠性。     

一种新型消弧线圈及自动调谐装置

提出了一种新的消弧线圈。实验证明,该消弧线圈调感线性度好,调感速度快,补偿电流中谐波含量低等,并且不需要接地变压器提供接入中性点,特别适用于我国6/10 kV配电变压器三角形接线的电网。提出了一种“接地”电流的测量方法。首先测量出电网正常运行的零序电压,而后控制消弧线圈输出1个已知的增量补偿电流,再测得该增量补偿电流输出后的电网零序电压值,依据这3个量可准确计算出电网的接地电流。模拟试验和挂网运行均证明该方法测量简便、精确。