某海上风电场220 kV海缆线路单相接地故障分析

以某海上风电场实际发生的一起220 kV海缆线路单相接地故障为例,分析了故障发生时该海上风电场陆上集控中心端及海上升压站端的故障电压、故障电流波形及特性。分析结果表明：相较于陆上集控中心端,海上升压站端为弱馈电源端;由于海上升压站端的正序等值阻抗、负序等值阻抗远大于零序等值阻抗,当海缆线路发生单相接地故障时,海上升压站端流过的故障电流主要为零序分量,使故障电流的三相电流幅值、相位近似一致,与传统接地故障象征有明显差别。研究结果可为海上风电场220 kV海缆线路安全稳定运行,以及海缆线路继电保护正确选相及可靠动作提供有益指导。     

海上风电场集电多分支线路故障区段定位方法

针对海上风电场集电多分支线路导致的故障定位精度不高的问题,提出一种基于行波原理与故障分支判定矩阵的故障区段定位方法。分析风电场拓扑结构和行波波头传输路径,建立固有距离差值矩阵。利用变分模态分解（VMD）和Teager能量算子（TEO）标定各端故障初始行波波头,并根据双端行波法得出故障距离差值矩阵。通过计算故障距离差值矩阵与固有距离差值矩阵的差值,构建故障分支判据判定矩阵,并根据不同故障点判定矩阵之间的差别,提出相应的故障区段判定依据。仿真结果表明：所提故障区段定位方法精确率高,且不受过渡电阻、故障类型等因素的影响。     

基于数学形态学的输电线路单端行波故障测距研究

提出了一种用于单端行波故障测距的多分辨相关函数算法和用于处理实际行波的形态滤波结构元素选择方案。该相关算法采用多时窗处理方式,着力解决宽时窗下相关算法容易出现极值点偏移问题。针对实际故障线路中行波相关法容易受行波波形畸变影响的问题,利用数学形态学设计了前置滤波器,该滤波器较好地抑制了行波波形的畸变,同时保持了行波的主要特征。在有效滤波的基础上采用具有多分辨能力的行波相关法,实现了单端行波故障测距可靠性和准确性的统一。通过对输电线路实测故障数据的处理,证明该方案能同时保证测距可靠性和准确性,具有很高的实用价值。     

基于SR-WT的输电线路双端故障定位方法

电力系统中行波在传输过程中往往伴随着大量的高频噪声,导致进行故障测距时信号波头不易识别,从而产生测距误差。对此,提出一种基于随机共振和小波变换(SR-WT)的故障测距方法,即先通过随机共振处理含噪信号,将噪声的能量转移到行波信号上,从而实现初步减弱噪声信号提高行波信号的功能;再通过小波变换进一步分解得出所需行波信号波头信息,进而通过双端法进行故障测距。仿真试验结果表明,该方法能够在强噪声干扰下准确提取出所需的行波信号信息,有利于提高测距精度。     

基于双端同步响应的高压输电线路故障定位方法

随着我国综合实力的提升,电力系统向着高电压、大容量的方向发展。针对高压输电线路发生短路故障后需及时确定故障位置的问题,提出一种基于线路双端同步响应的故障定位方法。通过研究高压输电线路发生短路故障后的线路双端响应特性,推导出本文基于双端同步响应的故障定位法。利用广域测量系统（WAMS）提取线路线端关键响应信息,以筛选故障支路、排除可能存在的线路双端响应相同的伪故障区域,实现输电线路的准确定位。在NEW ENGLAND 10机39节点系统中进行仿真测试及实例验证,结果表明所提方法能有效排除伪故障区域实现故障定位,是一种准确有效的故障定位方法。     

风电场10kV系统单相接地故障处理与分析

目前国内风电场内集电线路多为10kV或35kV系统,针对风电场集电线路经常出现的单相接地故障,本文在风电场工作实践的基础上对10kV系统单相接地故障进行分析,并结合风电场的实际情况提出了解决措施,提高供电可靠性,保证设备安全稳定运行。     

农村配电网单相接地故障定位方法研究

介绍了国内外农村配电网单相接地的故障定位方法,提出了一种基于小波变换对信息进行处理的反射行波分析法。利用农村配电网架空线路带有分支的特点,对各个分支点的反射波进行信号分析,根据小波变换后的模极值和矩阵特征值来确定故障位置。结果表明反射行波分析法能准确地确定故障位置。     

架空输电线路的鸟害故障对策措施研究

随着社会经济的发展,人们对生活质量要求越来越高,电力行业也随之得到快速的提升。然而在日常生活中一些鸟害因素造成输电线路杆塔故障。本文主要针对架空输配电线杆塔因受到过电压、机械伤害和空气等多种原因导致的鸟害故障进行研究。通过分析其具体原因发现安装避雷器可以有效减少鸟类与地面之间的摩擦力从而降低对电力系统设备带来损伤,使电网得到进一步优化。     

35 kV集电线路单相接地故障扩大至接地变压器保护越级动作的事件分析

通过对35 kV集电线路单相接地故障扩大至接地变压器保护越级动作事件进行分析,阐明了35 kV出线的电缆外铠接地发生错误时,会对零序电流保护产生拒动的影响,采用调整电缆及零序CT相对位置的方法,解决了零序电流保护拒动的问题,可为35 kV零序电流保护越级跳闸的快速处理提供参考。     

基于PSCAD／EMTDC的超高压输电线路单相接地故障类型及其判别方法研究

为了减少或避免重合于永久性故障给输电系统稳定运行所带来的不利影响,需要在断路器重合前预先判断故障类型是永久性的还是瞬时性的。在对相应的电压判据、补偿电压判据、组合补偿电压判据进行详细推导与论证的基础上指出了各自的缺陷,分析了其影响因素、实际适用的线路长度和线路类型,最后通过某实际500kV输电线路,用PSCAD建模仿真验证了电压判据的有效性。     

基于FDM孪生网络的风电场集电线单相接地故障区段定位

针对风电场集电线路故障后定位困难以及故障样本稀缺问题,文章提出了基于傅里叶分解算法与孪生神经网络相结合的风电场集电线路区段定位方案。傅里叶分解算法适用于集电线路接地故障所产生的瞬态非平稳信号;孪生神经网络可用于对样本集的扩充和辅助训练识别网络。该方案首先提取集电线故障信号线模分量,借助傅里叶分解算法生成时频能量谱;然后借助孪生神经网络扩充样本集,并在该集合上辅助训练定位网络;最后将孪生神经网络分支部分保留以形成定位网络,基于已有故障区段模态,应用定位网络完成对未知故障模态的判别。试验结果表明,文章提出的算法在小样本情况下比传统行波法更适合风电场集电线路故障定位。     

基于神经网络的输电线路行波故障测距方法

针对单端行波测距法难以区分故障点反射波和对端母线反射波的问题,提出一种利用神经网络非线性拟合能力实现故障定位的测距方法。首先利用相模变换获取故障反向行波,对反向行波进行小波模极大值变换;然后提取模极大值突变时刻和对应极性,从中选取3个有效时刻构成满足时差、波速与线路长度关系的一组"有效时差对";最终配合极性信息构造神经网络的输入样本,对网络进行训练和测试后,可利用该网络输出故障距离,从而实现故障定位。仿真结果表明,该方法适用性强,有较高的可靠性和精确度。     

基于压缩感知的VSC-HVDC输电线路故障定位

通过在电压源换流器直流输电(VSC-HVDC)系统仿真模型的基础上,对常见的故障进行仿真研究,提出一种基于压缩感知的多次自然频率直流故障定位方法。通过分析故障时波形的频域特征优化过完备字典设计,然后引入Dice系数原子匹配准则和傅里叶变换改进正则化正交匹配追踪(ROMP)算法提高准确性,实现对高压直流线路的精确故障定位。通过测试线路的3种不同故障故障类型及其故障位置、接地电阻等参数的影响,仿真结果得出故障定位误差在0.5%之内,表明该文方法具有很好的适应性和故障定位效果。     

基于PSCAD／EMTDC的超高压输电线路单相接地

为了减少或避免重合于永久性故障给输电系统稳定运行所带来的不利影响,需要在断路器重合前预先判断故障类型是永久性的还是瞬时性的。在对相应的电压判据、补偿电压判据、组合补偿电压判据进行详细推导与论证的基础上指出了各自的缺陷,分析了其影响因素、实际适用的线路长度和线路类型,最后通过某实际500 kV输电线路,用PSCAD建模仿真验证了电压判据的有效性。     

光伏电站直流输电线路早期绝缘故障识别与定位

直流输电线路发生早期绝缘故障时电流波动小、故障现象不明显,难以快速识别以采取保护措施,光伏电站线路拓扑结构复杂,不易准确定位故障发生位置。该文提出一种连续小波变换和混合神经网络模型结合的方法,可在尽可能短的时间完成故障识别与定位。该方法首先利用连续小波变换对暂态零模电流信号提取二维时频矩阵特征,压缩为彩色图像;然后,将图像送入神经网络模型中进行训练。该混合神经网络模型通过结合卷积神经网络和门控循环单元,提高识别精度并减少训练时间。最后,为验证本方法的优势,在高噪声环境下选取4条直流输电线路分别进行4种时频分析方法、3种神经网络模型仿真对比后,又对早期绝缘故障单独进行识别仿真试验,结果表明该方法可有效识别出早期绝缘故障并定位至发生线路,且具有较强的抗噪能力。     

脉冲注入法用于直流输电系统接地极线路故障测距

摘要： 分析了直流输电系统在双极运行方式下,外部注入脉冲信号在接地极线路上的传播过程,提出一种利用注入脉冲信号的直流输电系统接地极线路故障测距方法。该方法通过周期性地从接地极线路始端注入脉冲信号探测线路是否发生故障,在判断线路发生故障后,通过改变注入脉冲信号的宽度和脉冲极性探测故障点位置,最后以取平均值的方式得到故障测距结果。以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了直流输电系统在双极运行方式下的接地线路故障测距仿真模型,并借助MATLAB对仿真波形数据进行分析,仿真结果表明该方法是可行的。     

基于行波理论的多端故障定位方法研究

中性点经消弧线圈接地系统中,当发生单相接地故障时,由于故障信号微弱,持续时间短,很难进行准确的故障选线和定位。为了提高经消弧线圈接地系统的定位准确率以及适应性,在行波双端定位方法的基础上,提出了一种充分利用了测量信号的多端定位方法。为了反映短路的实际情况,加入了以Mayr电弧模型为基础的故障模型,分析了电弧模型对定位结果的影响。仿真结果表明,多端定位法比双端定位法准确,并且在测量装置采样精度低的情况下也能有较好的精确度。     

直流配电线路多端行波故障定位算法

快速、准确地确定故障点位置有利于直流配电系统的安全可靠运行。针对直流配电线路,利用各测量点记录的故障初始行波到达时刻,提出了一种基于各路径计算出的可能故障发生时刻,比较其大小并校核的定位算法。利用Floyd算法搜索各节点间的最短路径距离矩阵,结合测量点记录的故障初始行波到达时刻,使用各路径计算可能故障发生时间矩阵。对时间矩阵中的元素分组比较,确定故障位置并校核。PSCAD/EMTDC仿真验证了算法的有效性。     

220kV海上风电场混合输电线路工频过电压研究

工频过电压是影响220kV海上风电场混合海缆输电线路安全的重要因素。以我国东部某典型的220kV近海风电场输电系统为例,基于ATP-EMTP对海上风电场系统及其送出的混合海缆输电线路进行建模,对混合线路的空载长线电容效应工频过电压进行了理论分析,分别仿真计算了不同海缆类型、海缆长度、海缆架空线比例下空载容升及单相接地三相断开的工频过电压。结果表明,同等截面下,三芯海缆时工频过电压整体较单芯海缆严重;随着海缆占比增大,混合海缆输电线路由于容升效应导致的工频过电压先增大后减小;对于装机容量为200MW的海上风电场,当海缆长度超过27km时,工频过电压将超过规定的1.3p.u.。