基于零序电流衰减周期分量的高阻接地故障区段定位

消弧线圈接地配电网发生高阻接地故障的概率较大,现有的故障检测和区段定位方法存在准确度低,实现难度大等问题。文中分析了消弧线圈接地配电网发生高阻接地故障时的并联谐振过程,研究了零序暂态衰减周期分量在故障点上下游的分布特征,得出了故障点上游和下游的零序电流衰减周期分量在相位上存在较大差别的结论。提出了一种基于零序电流衰减周期分量的高阻接地故障区段定位方法。该方法由配电自动化主站收集线路中各故障区段定位终端计算的零序电流衰减周期分量相位,并利用该相位和估算的过渡电阻判断故障区段。基于实时数字仿真系统(RTDS)对所提区段定位方法进行了仿真验证,结果表明该方案具有较好的准确性和可行性。     

小电流单相接地故障在线定位装置研究与实现

配电网单相接地故障在线定位是制约供电部门提高供电质量的关键问题之一。通过对小电流接地系统单相接地故障进行分析,研究基于零序功率方向和五次谐波分量法的在线定位方法,并设计了基于嵌入式系统的小电流故障定位装置。该装置基于ARM Cortex-M3处理器,利用GPS技术和软件跟频技术实现了配电网广域零序相量的获取,并通过CSD通信网络进行远程无线数据传输。在线路的零序电流测量节点处,将变电站测量的零序电压与线路节点的零序电流相位进行比较,依据零序功率方向法和五次谐波分量法,准确判断故障点的位置。在10 kV物理     

基于零序分量的配电网单相接地故障检测系统

基于对配电网络输电线路发生的单相接地故障时的零序电压、零序电流进行实时分析,提出基于零序电流的故障定位方法适用于中性点不接地系统发生配电网单相接地故障。期间详细介绍了零序电压、零序电流的产生原理和相关特性,并提出零序电流采集系统的基本结构、对零序电流的滤波以及放大处理,分析了零序电流相位的提取和计算,总结了应用零序电流在故障定位中的应用前景。     

移动式比相法配电网接地故障定位研究

随着用户对供电质量要求的不断提高,在线解决配电网故障定位问题成为供电部门的迫切需要。分析10 kV中性点不接地系统发生单相接地故障的现象,得出了各支路上零序电流与零序电压之间相位差特点,即故障路径上零序电流滞后零序电压90°,非故障路径上零序电流超前零序电压90°。从而提出基于相位的在线故障定位方法,该方法通过磁场检测获取电流信息,应用全球定位系统(global positioning system,GPS)实现电流/电压的同步测量,并利用GPRS网络将电压信息传送到电流检测点以实现相对相位的获取;采用相位转动法和双端比较法2种移动式的测量手段获取电流信息。理论分析及ATP仿真表明了移动式比相法的有效性。     

分布式光伏接入对配电网线路故障定位的影响分析

首先对配电网故障定位所采用的故障特征量（暂态零序电流）进行分析,根据光伏电站的控制策略与逆变结构研究其在电网发生故障后动作的暂稳态过程,得出光伏电站在电网发生故障后输出的故障分量对配电网故障定位采用的故障特征量不产生影响的结论,因此现有故障定位方法在光伏电站接入后仍然适用。PSCAD/EMTDC仿真结果显示在光伏电站接入前后配电网线路发生单相接地故障时系统的暂态零序电流波形不发生改变,改变光伏电站接入位置结论依然成立。     

基于暂态分量遗传算法的小电流接地故障定位方法

对于小电流接地系统单相接地故障定位问题,目前用于主站的定位方法较简单,不适用于结构复杂的配电网,且容错率较差。提出了一种基于暂态分量遗传算法的小电流接地故障定位方法,故障发生后,终端利用实时测量的暂态零序电流和零序电压的相位关系进行编码,主站收到编码后启动遗传算法搜寻故障区段并输出定位结果。该方法同样适用不接地系统和谐振接地系统,并且定位判据的获得比较简单,各终端之间不需要GPS对时,另外还具有一定的容错性。通过现场实际验证,证明了该定位方法的可行性。     

基于不对称电流的配电网接地故障区段定位

分析了配电网发生单相接地故障时零、负序电流的分布特征,提出了基于不对称电流的配电网接地故障区段定位方法。首先,利用仿真软件模拟采集零序电流值作为各区段上故障产生零序电流的边界值。当实际故障发生时,采集母线侧零序电流和故障前后各线路上的负序电流,与零序电流边界值比较,匹配出可能故障区段,列出区段故障状态矩阵,然后比较各线路的负序电流变化量,得到线路故障状态矩阵,结合区段故障状态矩阵和线路故障状态矩阵,形成故障判定矩阵,最终确定故障区段。该方法原理简单易行,监测点少,数据易提取,传输量小。     

不对称参数同杆双回线选相方法研究

线路参数不对称的同杆双回线无法使用传统的六序分量法进行解耦。针对这个问题,提出一种新的解耦方法。首先,三相分解成正序、负序、零序分量;然后,耦合的零序分量进行解耦,分解为同向和反向分量。该方法解决了不对称参数同杆双回线的零序互感问题。当线路发生故障时,可以根据故障边界条件得到序分量之间的幅值和相位关系。不同线路发生故障时,两回线正序分量的电流幅值不同。同一回线发生不同类型的故障时,六序电流分量的幅值有对应的关系。同一类型的不同相发生故障时,六序分量的相位不同。根据上述关系提出了相应的选相判据,并给出了选相流程和方法。PSCAD仿真结果表明,该方法具有良好的选择性,且不受故障类型,故障位置以及过渡电阻的影响。     

基于零序特征量的配电网接地故障区段定位方法

针对现有配电网故障区段定位方法存在对不同接地故障的适应性不强、灵敏度低等问题,分析了谐振接地配电网在发生经不同过渡电阻接地故障时,故障点上、下游的零序电流和零序电压暂态分量的特征,得出了故障点上、下游零序电流在1个工频周期内的积分与零序电压差值的比值(零序特征量)存在较大差别的结论。基于这一结论提出一种能够适用于谐振接地配电网接地故障区段定位的方法。仿真结果表明所提故障区段定位方法在高阻接地故障、低阻接地故障和非线性弧光接地故障下都具有较好的可行性。     

分布式接入配网单相接地故障定位适应性分析

针对分布式电源并网运行时配电网拓扑发生改变,导致现有故障分析方法适应性变化。通过对比含DG与不含DG的小电流接地系统在发生单相接地时暂态电流的特点,从理论上对原有接地故障识别方法在新的配网网架下的适应性进行重新分析,得出DG的加入对各线路零序电流影响较小,而对其他序分量电流影响较大,则传统基于暂态零序分量的方法仍然使用。最后针对现有暂态定位法导致采样不同步且数据量大等问题,提出利用DA求取检测点近似熵的方法,仿真和现场实际故障数据验证了该算法的有效性。     

暂态零序电流波形差异的单相接地故障选线

配电网结构日趋复杂,系统发生单相接地故障的概率较高。文中在选定频段(SFB)内配电网零序电流分布特征研究的基础上,提出了基于暂态零序电流波形差异的配电网单相接地故障选线新方法。该方法利用小波包变换引入基于SFB的馈线零序电流特征分量的概念,定义符号化处理后的各馈线零序电流特征分量的互差绝对值之和为馈线零序电流波形差异系数,并根据故障馈线零序电流波形差异系数最大的特点进行选线,凸显了故障馈线与健全馈线之间的差异。PSCAD仿真表明文中方法选线准确率和可靠性高,不受故障电阻、故障距离、中性点接地方式、电弧和噪声的影响。     

基于中值电阻投切的故障选线与定位新方法

消弧线圈接地系统并联中值电阻为故障选线与定位增大了信息的可利用度,基于此提出利用中值电阻投入前后工频增量系数的选线与定位方法。分析了中值电阻在系统故障时的投切时间,并梳理了投入前后零序电流工频信息的故障特征及其差异性。研究发现在投切电阻时故障线路零序电流分量突增而健全线路零序电流分量降低;故障区段的上游段零序电流分量突增而下游段零序电流分量降低。针对此差异性,计算投入电阻前后零序电流分量半周积分值的比值为工频增量系数K,基于故障线路与健全线路的K值比较及故障区段的上游与下游K值比较,实现故障选线和区段定位。利用Matlab/Simulink建立混合电缆-架空线系统仿真模型,仿真结果验证了所提出选线定位方法的有效性。     

含逆变型分布式电源花瓣式配电网单相接地故障特性分析

花瓣式配电网具有高供电可靠性,但闭环运行模式和逆变型分布式电源接入使其故障特性变得更加复杂.针对含逆变型分布式电源花瓣式配电网的单相接地故障,利用对称分量法推导了故障点接地电流、故障相电流及线路各序电流的公式,并揭示了各电流的变化规律,然后通过仿真对分析结果的正确性进行了验证.结果表明,随故障点按顺时针方向沿花瓣式环网...     

基于NGO-VMD-DE的单相接地故障信号特征提取

针对电力系统输配电线路发生单相接地故障时,电气设备的电磁环境干扰,故障零序电流成分复杂等原因导致故障特征信息提取困难,变分模态分解参数人为确定导致其对零序电流分解效果差,常用的熵运算慢,鲁棒性差,进而后续选线准确率低的问题,提出了一种新的基于NGO-VMD-DE的单相接地故障的零序电流故障特征提取方法。首先,通过北方苍鹰优化算法(NGO)优化变分模态分解(VMD)实现零序电流信号的自适应分解,建立了自适应相关系数的本征模态函数(IMF)分量选取准则选取有效分量,然后对选取的分量进行重构,最后对重构后的信号进行散布熵(DE)计算以提取单相接地故障的零序电流故障特征,通过搭建模型进行仿真实验,并与近似熵、样本熵、模糊熵、排列熵等其他特征熵值指标进行对比表明,所提出的故障特征提取方法可以更加准确、有效地表征发生单相接地故障线路的零序电流故障信息。     

基于零序电压调控的故障选线选相新方法

为解决配网高阻接地故障选线与选相准确率较低的问题,提出了一种基于零序电压调控的接地故障选线与选相新方法。通过分析零序电压调控前后各馈线零序电流的相角特征,根据健全线路与故障线路零序电流前后相角差值的绝对值存在明显区别选取故障线路。在完成故障馈线辨识的基础上,利用零序电压调控前后故障线路的零序电流完成故障选相函数的相角值计算,故障选相函数值较小者所对应的相别即为故障相。仿真分析表明,所提方法不仅将选线与选相方法有效结合,而且调节系数灵活多变,适用于不同运行方式下的低、高阻接地故障。     

基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位

为了提高配电网单相接地故障的定位准确率,提出一种基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位方法。通过PSCAD实现故障仿真,构建卷积神经网络(CNN)学习所需图像集。根据单相接地故障的两值性和分化性特征,基于Python编程进行图像预处理,采用VGGNet11网络结构对预处理后的字节形式故障样本进行训练,得到故障区域定位模型,并可视化分析模型分类效果。典型10 kV配电网模型数字仿真及现场试验均表明,所提方法能够准确实现故障区域定位,不受系统接地方式、故障电阻和初始相角的影响。可采用暂态录波型故障指示器采集线路暂态零序电流,信号获取方便。     

基于零序电流分布特性的配电网故障区段辨识

针对现有配网分布式故障定位方法复杂、可靠性差、设备要求高等问题,文中借助于低采样、低成本的故障指示器,提出了一种基于零序电流分布特性的配电网故障区段辨识方法。首先,定性分析线路不同位置、不同中性点接地方式下零序电流的组成成分及分布特征;然后,定量推导各情况下健全区段与故障区段零序电流幅值的差异,以此构造故障区段辨识判据;最后,结合零序电流分布特征与聚类过程,以最后2个类的距离之比确定故障线路,同时根据故障线路最后2类的分界编号确定故障区段,方法简单、有效。在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV小电流接地系统进行仿真验证,结果表明,所提方法与故障初相角无关、抗干扰能力强,且不受故障电阻、故障位置的影响。     

基于参数优化VMD和能量相似度的配电网故障区段定位方法

针对配电网发生单相接地故障时故障特征微弱且易受外界噪声干扰的问题,提出了一种基于参数优化变分模态分解(VMD)与能量相对熵相结合的故障区段定位方法。首先通过鲸鱼优化算法优化后的VMD分解故障零序电流得到若干个反映局部信号特征的本征模态分量(IMF),进而求取各IMF分量的Hilbert边际谱,选取能量最大的分量作为故障零序电流的暂态主频分量,利用能量相对熵衡量相邻检测点暂态主频分量的能量差异,计算比较,确定熵值最大的区段即为故障区段。仿真结果表明,本方法不受故障位置、故障初相角等不同故障条件的影响,且在有噪声干扰时仍可实现高正确率故障区段定位。     

配电网混合线路单相弧光接地故障检测新方法

暂态量是单相接地故障最显著的特征,但暂态零序电流持续时间较短,对故障检测造成困难。基于暂态零序电流包含大量的高次谐波且持续时间可达到约一个周期,提出如下配电网混合线路单相弧光接地故障检测新方法:建立Habedank电弧模型,通过分析暂态零序电流的频谱特性,求取其特征频带,滤取特征频带内的暂态零序电流实现接地故障检测,并用方向信息进行校验。仿真分析结果验证了该算法具有快速、准确、抗干扰性好的特点。