基于广义S变换能量相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法

小电流接地系统发生单相接地故障后,系统中产生特征较为丰富的电气暂态量。针对健全区段两端的暂态零序电流相似度高,而故障区段两端暂态零序电流差异较大的特点,提出一种基于暂态零序电流的广义S变换能量相对熵的故障区段定位方法。首先,以暂态零序电流作为故障特征量,根据零序电流突变量确定各检测装置上传数据的起始时刻。然后,对馈线上各装置上传的暂态零序电流进行广义S变换,得到其时频矩阵。最后,利用能量相对熵表征各区段两端信号的差异,通过计算比较,确定熵值最大的区段为故障区段。该区段定位方法适用于不同故障点位置、不同故障角、不同过渡电阻情形下的故障定位,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于Adaboost的配电网单相接地故障选线

及时准确地检测出故障馈线在谐振接地系统中一直是研究的热点,传统的检测方法一般采用单一故障馈线检测方法,如小波变换法、暂态能量法、五次谐波电流法等。但是这些方法只考虑了部分故障信息,选线的可靠性较低。本文提出了一种基于离散小波包变换(DWPT)和机器学习的故障选线新方法。对采集到的各馈线暂态零序电流信号做DWPT处理获取时频矩阵,采用统计量对时频矩阵做特征量提取。通过不同故障条件下的大量训练样本形成Adaboost分类器实现故障选线,利用基于PSCAD/EMTDC软件搭建10kV配电网模型。测试结果表明,所提故障选线方法具有较好的识别率。     

基于暂态能量的小电流接地系统单相接地故障区段定位方法

国内配电网主要为小电流接地系统,单相接地故障占故障总数的80%以上,故障特征不明显且易受噪声信号影响,故障的辨识、选线和区段定位难度大。暂态录波故障指示器和配电网同步相量测量装置的推广应用为小电流接地故障区段定位提供了更全面的故障信息支撑。详细分析了零序网络的相频特性,提出一种基于零序电流首容性分量能量的小电流接地故障的区段定位方法。确定辨识暂态零序电流的首容性频段范围,并分析故障区段和健全区段的暂态零序电流的不同特性。计算零序电流首容性分量的暂态能量并用于设计故障区段定位方法。所述方法物理概念清晰,判据阈值不受系统和故障位置的影响。仿真模拟和现场实验验证了所提故障定位方法的有效性。     

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。     

基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法

动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)距离可度量2个时间序列的相似性,且具有良好的耐同步误差特性和容错特性。配电网发生单相接地故障时,流过线路健全区段两侧的暂态零序电流几乎为同一电流,采样数据差异小,DTW距离也较小;而流过故障区段两侧的暂态零序电流存在明显差异,DTW距离较大;据此,提出一种基于暂态零序电流数据DTW距离的配电网小电流接地故障区段定位方法。当各馈线终端(feeder terminal unit,FTU)启动算法检测到接地故障发生后,将检测到的故障前后共1个工频周期的暂态零序电流采样数据上传主站,主站基于给定的故障区段搜索策略,通过计算相关暂态零序电流的DTW距离确定故障所在区段。该方法区段搜索效率高,故障定位速度快,各FTU启动时间同步误差及上传数据误码对定位准确性影响小。仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。     

基于零序电流差暂态小波能量的故障选线新方法

提出一种基于暂态零序电流差能量比较的小电流接地系统单相接地故障选线方法。该方法首先求取各馈线间零序电流的差,并计算出每条馈线零序电流差的小波各尺度的高频细节系数,获得滑动时间窗口内的暂态能量;然后在3～5层分解尺度下求取每条馈线零序差值能量和,并计算出各分解尺度下所有馈线的能量总和,比较各分解尺度下馈线零序电流差能量总和,获得最佳分解尺度及最佳分解尺度下各馈线零序电流差能量所占的比重,将其与整定阈值比较后得出故障线路。该方法不受消弧线圈补偿度、故障发生地点、故障的过渡电阻及相角的影响,具有选线准确、灵敏度较高的特点,抗干扰能力强。最后,通过仿真试验验证了该方法的可行性和有效性。     

小电流接地故障选线和定位装置的IEC 61850信息建模

采用IEC 61850标准的技术和面向对象的方法,为小电流接地故障选线和定位装置进行了信息建模.建立了基于故障暂态信号的小电流接地故障选线逻辑节点和小电流接地故障定位逻辑节点;使用这些逻辑节点,给出了故障选线装置和馈线终端装置(具备故障定位功能)的设备模型;分析了暂态零序电压、电流信号的获取方法.     

基于DSP技术和小波理论的小电流接地系统故障选线装置的研究

着重研究了利用小波包变换提取故障信号的暂态高频分量,通过比较各馈线零序电流小波变换的模值来实现故障选线,并结合DSP技术,以TMS320VC33为核心,以模块化设计完成装置的开发,实现小电流接地系统的故障选线功能.     

基于多源信息融合的配电网故障选线新方法

配电网小电流接地系统单相接地故障频发且故障信号特征微弱,导致现有的故障选线方法效果欠佳。利用S变换强大时频分析能力对单相接地故障的零序电流暂态特性进行分析,根据能量最大值原则确定特征频带,提取各条线路特征频带下的零序有功能量特征、S变换暂态能量特征和S变换综合相角特征等故障特征量作为输入量,结合最小二乘法支持向量机分类算法的数据融合特性,建立配电网故障选线保护新方案。仿真结果证明了所提方法的有效性。     

基于小波包能量相对熵的配电网单相接地故障区段定位

配电网发生单相接地故障时,故障点两侧暂态零序电流波形差异较大,在不同频率下的能量分布不同。结合信息熵和小波包分解,定义了具有对称性的小波包能量相对熵来识别此差异,实现故障区段定位。对馈线自动系统中沿线安装的FTU或其他测量装置获得的暂态零序电流进行小波包分解,获得其频谱能量分布特性,再计算各区段两端暂态零序电流的相对熵,比较计算结果,熵值最大的为故障区段。通过选用暂态零序电流能量最大的数据段来计算相对熵,可以避免采样不同步的影响。该区段定位方法不受过渡电阻、故障位置和故障角的影响,通过仿真分析验证了方法的有效性。     

基于小波特征量的瞬时性绝缘故障选线技术

介绍了利用瞬时性绝缘接地故障的选线来监测中压配电网绝缘状态的新思路。通过对瞬时绝缘接地故障的相位和频率进行分析,提出了基于小波包分解的小波特征频段选取方法,阐述了利用小波特征频段信号的暂态无功功率选线判据。最后搭建了瞬时性绝缘接地故障的仿真模型,仿真结果表明,该方法能够有效、可靠地选择出瞬时性绝缘故障线路。     

输电线行波测距中雷击与短路故障的识别

掌握超高压、高压输电线路上雷电冲击发生的位置和频次等信息,对输电线路的防雷保护及系统运行水平的提高具有重要的理论和现实意义,故而利用现有可检测与定位线路雷击的行波测距装置,提出了一种基于小波包能量谱和暂态行波特征分析的雷击与短路故障识别方法。通过对500kV输电线路的非故障性雷击、故障性雷击以及普通短路故障的仿真研究,提取出电流行波信号的特征和信号各频段的能量分布规律,结合这些特征和规律提出了对3种暂态过程进行识别和分类的具体算法。EMTDC仿真验证了该算法的正确性。     

基于检测暂态高频电流的配电网故障处理方法研究

针对故障暂态电流产生自故障点并向线路末端传播的特点,设计了基于暂态电流边界保护原理的故障区段判断方法。在馈线各分段开关处即各供电区段边界处安装故障判断装置,其实质为并联在馈线上的谐振电路,使得在谐振频段附近的电流成分被衰减。通过比较边界两侧特定频段电流成分的差异,自主判断故障区段。对开关两侧电流互感器输出的三相电压信号进行模变换、抗混叠滤波、A/D转换、数字带通滤波处理后得到特征频段信号幅值,计算开关两侧信号能量,将两侧电流能量衰减比例同设定阈值相比较判断故障发生的范围。仿真分析了不同故障条件下故障点上、下游开关两侧电流和能量,以及相应的衰减比例。结果显示:该方法不受故障类型的影响,对不同的故障电阻及故障初始角也可保持良好稳定性。     

基于暂态信息的小电流接地故障区段定位

提出一种适用于配电系统架空线路的小电流接地故障区段定位新方法。该方法利用故障暂态电压、电流特征频段内分量计算无功功率,根据故障点前后暂态无功功率方向的不同确定故障区段。在故障信息不易获取的检测节点处,提出利用电磁场感应获取故障暂态信息的方法,通过测量架空线路下方垂直地面方向电场获取小电流接地故障暂态电压信息,测量水平方向磁场获取故障暂态电流信息,详细阐述了最佳检测点的计算思路,并以一典型10kV架空线路为例验证了该方法的可行性。最后阐述了利用该方法实现故障区段定位需要解决的若干关键问题。     

基于广义S变换的有源配电网故障定位方法

有源配电网中,DG中性点接地方式的不同选择将对原有故障电气量造成不同影响.从小电流接地系统与DG中性点接地方式安全配合的角度分析可知,DG采用中性点不接地方式最佳,并由此得出了其暂态零序电流不受DG接入影响的结论.在此基础上,针对故障信息利用不充分且单一判据存在定位盲区的问题,提出一种基于广义S变换多维判据的故障定位方...     

基于S变换暂态能量与方向的无整定配电网选线新方法

为了提高配电网单相接地故障时选线的准确性和可靠性,提出了一种基于S变换暂态能量与方向的无整定配电网选线新方法。通过S变换计算各条线路故障特征频率下的暂态能量参数与综合相角参数,利用欧氏距离算法融合二维信息得到每条线路的特征距离,比较实时特征样本的故障距离和健全距离大小实现基于无整定保护判别的配电网故障选线。仿真结果表明,该方法受故障位置、故障合闸角、故障电阻、网络结构等因素影响较小,且判据裕度较高。该方法相比单一判据方法更加适用于结构复杂的配电网系统,同时不必人为规定继电器的动作特性,即无需人为设定判别整定值,具有很高的选线准确性和鲁棒性。     

基于故障相暂态信号特征的二维故障选线法

中性点非有效接地系统发生单相接地故障时,故障出线故障相与非故障出线故障相的暂态信号在能量集中频段和信号幅值上存在较大差异:前者幅值大、能量集中频段低,而后者特征恰好相反。为此提出一种基于故障相暂态信号能量和重心频率的二维故障选线方法,利用二维选线判据中包含的故障暂态信号在频域的整体分布特征进行选线,二维判据相互补充,大大增加了选线可靠性。该方法同时适用于纯架空线路和存在电缆出线的混合线路网络,在中性点不接地和谐振接地系统中都适用,并且在故障初相角为0以及高阻抗故障时都有效。对不同情况下的实际仿真证明了所提方法的正确性、有效性和适应性。     

基于改进EEMD与GA-BP的谐振接地故障选线方法

针对谐振接地系统发生接地故障,存在暂态信号特征辨识度低,且单一特征作为选线判据易受故障条件影响等问题,提出一种基于改进EEMD与GA-BP神经网络的故障选线方法。首先使用边界局部特征尺度延拓法加集合经验模态分解和多尺度排列熵算法的混合算法（MEEMD）分解暂态电流信号,各项分解指标说明MEEMD能准确区分高频特征分量和基频分量并有效改进端点效应和抑制模态混淆。然后提取重构的高频分量能量、方向以及裕度因子等特征并将其用来训练、测试GA-BP神经网络。结果表明所提出的选线方法有较高的准确率且不受线路类型、接地电阻影响,有较强的鲁棒性和容错性。     

基于极点对称模态分解的配电网单相接地故障区段定位技术

配电网发生单相接地故障后,系统中将产生丰富的暂态电气量。利用故障点上游暂态零序电流幅值远大于故障点下游及正常线路的特征,提出一种基于暂态零序电流极点对称模态分解(ESMD)的配电网故障区段定位方法。基于实际配电网线路参数搭建典型缆-线混联仿真模型,对故障后暂态零序电流进行极点对称模态分解并构造相应的暂态能量函数,将构造所得的暂态能量函数作为评价各测点暂态零序电流幅值强弱的指标进行故障区段定位。仿真结果表明所提方法可有效提取故障特征,对各种故障工况适应性强,且各测点仅需上传1个暂态能量值,可有效降低通信要求、节约硬件投资成本。     

基于小波包方法的配电网故障选线与仿真研究

配电网单相接地故障选线问题一直未能很好地解决。在分析配电网发生单相接地故障暂态特征基础上,对中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障进行了仿真。介绍了一种利用小波包分解暂态零序电流的故障选线方法。该方法利用小波包对各条线路的暂态零序电流进行多层分解,按照能量最大的原则确定各线路暂态零序电流分布集中的特征频带,在征频带内进行幅值与极性综合比较选出故障线路。通过MATLAB仿真表明,该方法可以准确实现故障选线,具有较高的灵敏度,且不受过渡电阻、故障合闸角及电弧的影响。