基于零序电流分布的配电网接地故障智能监测方法

常规的配电网接地故障监测多采用随机森林方法提取接地故障点的相位特征，适用范围具有较大的局限性，无法提取较为精确的相位特征，导致接地故障测距结果误差较大，监测结果准确性得不到保证。基于此，引入零序电流分布原理，提出了一种新的智能监测方法。首先，利用阈值法，对配电网电压信号进行降噪处理，滤除信号中的多余噪声。其次，基于零序电流分布原理，提取配电网接地故障点上下游零序电流暂态分量相位特征，得出接地故障点的相对相位差，定位配电网接地故障馈线。在此基础上，设计接地故障单侧智能监测方法，对配电网接地故障进行智能监测，得出接地故障到监测点的距离。根据实验结果可知，应用新的方法后，在接地故障距离逐渐增加的情况下，接地故障测距误差较小，均不超过2.5 mm，能够实现配电网接地故障高精度监测的目标。     

基于相空间重构与平均电导特征的配电网单相接地故障辨识

配电网接地故障类型辨识可为故障巡线提供指导,缩短故障巡线时间。针对10 kV配电网线路的不同接地故障类型,提出基于相空间重构与平均电导特征的配电网线路故障辨识方法。通过试验采集配电网中典型接地故障的波形。针对不同介质接地故障零序电流中电弧特征,对零序电流进行相空间重构得到相平面轨迹图,计算信息维数以及吸引子面积特征,依据特征识别量将故障区分为可靠接地故障和不可靠接地故障。进一步通过计算各类型故障平均电导作为故障辨识判据,将故障区分为不同类型。试验结果表明所提方法能够有效辨识不同介质接地故障类型。     

基于HHT配电网不对称接地故障测距新方法

为了增加配电网不对称接地故障的测距精度,减少配电网故障导致的损失,提出一种基于HHT配电网不对称接地故障测距新方法。该方法应用Hilbert-huang变换提取故障零序电流在不同频率段内不同时刻的能量分布特征。应用遗传算法以故障分支、故障类型、故障距离、接地电阻和故障时刻为变量,以不同频率段内能量分布匹配程度为适应度函数,对Matlab/Simulink仿真所得各种不同故障条件下故障零序电流特征与原始故障信号进行特征匹配,利用遗传算法对故障条件进行自动搜索,以能量分布最为匹配的故障点作为输出,故障特征最为匹配的故障条件下的故障点位置即为输出的故障距离。该方法较大程度上提高了配电网不对称接地故障测距的准确性。     

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。     

基于模糊测度融合诊断的配电网接地故障选线

非有效接地配电网运行与故障条件复杂多变,现有配电网接地故障选线方法难以有效覆盖不同故障工况,尤其对于高阻接地与弧光接地故障,基于单一故障特征量的故障判据误判率高.该文提出一种基于模糊测度融合诊断的配电网接地故障选线新方法,借助模糊C均值聚类算法,将多种运行工况下采集的表征被保护馈线不同运行状态的历史特征样本集划分为故障...     

利用广域信息的炼化企业电网小电流接地故障暂态选线技术

炼化企业配电网与地方配电网存在一定差异,为确定接地故障的具体区段,介绍了一种适用于炼化企业的利用广域信息的小电流接地故障暂态选线技术,分析了炼化企业电网不同位置故障时的暂态特征,介绍了选线系统的系统结构、选线方法及其技术特点。在Matlab/Simulink平台上搭建了炼化企业配电网不同位置故障时的模型,并进行了仿真。仿真结果验证了故障时的暂态特征及选线技术的可行性。     

基于击穿间隙与可变电阻的配电网弧光接地故障建模分析

配电网弧光接地故障易引发森林火灾及人身触电等事故,弧光接地属时变、非线性故障,准确刻画弧光接地故障特征有利于提升配电网接地故障研究与模拟能力。针对传统的故障模型未考虑故障发展全过程,提出了基于击穿间隙与可变电阻的配电网弧光接地故障模型,考虑不同接地介质下弧光电压与电阻的发展过程,建立了击穿间隙与可变电阻解析方程。PSCAD/EMTDC仿真环境下验证表明,该弧光故障模型电流零休特征明显,电压具有显著的非线性畸变特点,反映了故障的发展特性。在10 kV配电网真型试验场进行弧光接地故障现场试验,并将现场试验数据与仿真数据进行对比分析,发现试验数据与模型数据拟合程度高,能真实刻画弧光接地故障特征,为配电网故障消弧、定位、选线奠定了基础,具有较强的实用价值。     

配电网接地故障保护若干问题的探讨

中国各电网公司均提出要快速就近隔离配电网接地故障,以减少触电与大面积停电事故,然而对中压配电网的不同接地方式及其接地故障保护方法的优缺点还有较大的争议,还没有形成共识,不利于形成优化的接地故障处置方案。文中总结国内外经验,对比了不同接地方式及其接地故障保护方法的技术特点,指出接地方式会影响接地故障的检测标准与保护动作正确率的统计结果;分析了小电流接地系统改为低阻接地、消弧线圈并低阻接地以及采用主动干预消弧时存在的问题,介绍了暂态接地保护技术及其应用情况;针对不同类型的配电网,给出接地方式与接地保护方法选择的建议。     

基于广域零序分布电压特征的小电流接地选线方法

传统小电流接地选线装置准确性易受系统不平衡电流、电流互感器一致性差异等因素影响。为此提出一种基于广域零序电压分布特征的单相接地故障选线新方法。利用电网的分布参数模型分析得到了配电网发生单相接地故障后不同线路零序电流的分布特征,并据此归纳、推导了配电网不同接地方式下的零序电压的沿线分布特征。由于故障线路与健全线路间零序电压的分布特征存在差异,文章构造了故障测度因子作为选线判据,并通过引入能够描述故障与健全线路差异度、健全线路相似度的相对故障测度矩阵和投票机制来减小故障距离、过渡电阻和脱谐度对选线结果的影响,从而提高选线结果的可靠性。利用PSCAD建立了符合配电网线路分布参数特征仿真模型,仿真计算结果表明,在不同的接地方式、故障距离、过渡电阻和较小的脱谐度情况下,该方法均能正确选出故障线路。     

含分布式电源的小电阻接地方式配电网单相接地故障分析

不同接地方式分布式电源(DG)并网将影响系统单相接地故障电流特征,对于小电阻接地方式配电网,DG接地方式选择较为灵活,对接地故障电流的影响尤为复杂。针对小电阻接地方式配电网,建立了旋转型DG并网后的接地故障分析模型,分析了并网DG采用不同接地方式时接地故障点电流、线路三相故障电流与线路正序、负序、零序电流的特征。结果表明,不接地方式DG对接地故障电流基本无影响;但DG采用直接接地、小电阻接地方式时,各故障电流将明显增大或减小,甚至从无到数百安培,将会影响系统原有接地保护与三相保护性能。研究成果可为含DG小电阻接地方式配电网的保护配置与DG接地方式选择提供理论依据。     

基于暂态高频零序瞬时功率的配电网故障选线方法

在配电网故障特征的基础上，利用小波包分析技术提出了一种基于暂态高频零序瞬时功率的配电网故障选线新判据，解决了小波应用中频带选取困难的问题。该判据以幅值最大高频暂态瞬时功率的符号作为主判据，以大小作为副判据。仿真表明该选线方法对接地阻抗、故障距离、短线远端接地等故障均能准确判断，且不受中性点接地方式、故障接地时刻等因素的影响，具有良好的通用性。     

基于故障分量原理的配电网高阻接地故障检测方法

配电网中发生高阻接地故障时,短路电流小于传统过流保护的阈值,无法被常规保护装置检测和清除。若不及时消除短路电路,极易演化成严重故障。针对该问题,文中首先分析发生高阻接地故障时配电网的故障分量特征和基于母线处的正序电压故障分量与其相连接的各馈线正序电流故障分量的相位差特征,给出适用于配电网高阻接地故障检测的故障判据。然后,为解决配高阻接地故障检测过程中系统不平衡引起的一系列问题,制定了相应的故障检测启动判据。基于该故障检测判据和启动判据,制定基于故障分量原理的配电网高阻接地故障检测方法。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立含架空线路的中压配电网模型,仿真结果验证了所提高阻接地故障检测方法的正确性。     

基于阻抗分析的复杂配电网接地故障定位方法

现有方法定位配电网接地故障时,未考虑复杂配电网的特性,存在精准度低、定位时间长及与实际故障距离误差大的问题。提出了基于阻抗分析的复杂配电网接地故障定位方法,在分析复杂配电网阻抗特性的基础上,获取配电网传输线策动点阻抗与负载阻抗特性的变化关系,将其推广到配电网传输线不同连接阻抗中;将配电网络转换成抽象图,当末端变压器安装在图内配电网顶点时,一旦配电网发生故障,故障行波就会沿着配电网的线路蔓延到配电网的末端,此时对行波进行故障定位,完成复杂配电网接地故障定位。实验结果表明,通过不同支线的故障定位精准度测试、与实际故障距离测试和故障定位时间测试,验证了所提方法在复杂配电网接地故障定位时准确性更高、有效性更强。     

基于序电流判据融合的配电网单相接地故障保护方法

单相接地故障的发生概率高,对配电网安全性和供电可靠性的影响不断增大。但是,单相故障特征相对微弱且易受过渡电阻的影响,配电网单相故障的准确识别仍面临巨大挑战。为此,本文通过融合馈线正序、零序电流特征,提出了一种兼具实用性和普适性的中压配电网单相接地故障保护方法。分析了配电网在不同中性点接地情况下的配电网馈线端故障特性,推导了过渡电阻对故障馈线出口处序电流的影响规律,建立了以正序与零序电流为基础的单相接地故障选线判据,通过正序、零序电流判据相融合,提出了计及过渡电阻影响的配电网单相故障保护方法。理论分析和仿真结果表明,该方法适用于中性点不接地、经小电阻接地和经消弧线圈接地的中压配电网,具有抗过渡电阻能力强以及原理简单、整定方便、灵敏性和可靠性高的优点。     

基于光伏自适应注入量的配电网单相接地故障保护方法

随着配电网中分布式光伏发电渗透率不断升高,配电网单相接地故障对设备和人身安全以及电网稳定的影响日趋严峻。但是,由于光伏短路电流受限、故障行为受控、输出特性耦合造成配电网故障过程具有多态性,可能使得中性点小电流接地配电网单相故障选线准确度进一步降低。文中提出了基于光伏自适应注入附加特征信号的配电网单相接地故障保护方法。兼顾光伏低电压穿越要求、故障识别需求和设备安全,提出了光伏自适应特征频率电流注入策略,解析了配电网中特征频率电流的分布,分析了馈线的特征频率电流的幅值特征和相位特征,提出了基于特征频率电流特征的配电网单相接地故障选线保护方法。算例表明,所提出的方法能够准确实现不同故障位置,以及不同过渡电阻下含光伏配电网单相接地故障的故障选线。     

有源柔性接地配电网弧光高阻接地故障检测方法

针对配电网高阻接地尤其是弧光高阻接地故障检测准确率低的问题,该文采用中性点注入电流增量的方式构造故障诊断特征参量,提出配电网高阻接地故障检测新方法,对弧光高阻接地故障有着较高检测灵敏度。实际应用中,仅需向配电网注入选定的电流增量,测量电网零序电压和线路零序电流的变化量即可实现系统和线路绝缘参数测量、接地故障判定与故障程度跟踪监视、故障选相和选线等,具备消除注入电流调控、配电线路分布参数不对称和接地燃弧感性分量等因素对检测结果的影响,操作简单、易于实现。仿真和故障模拟实验证实了方法有效性,为配电网弧光高阻接地故障快速安全处置提供理论依据。     

配电网故障选线与定位发展现状

配电网故障选线与定位对于提高供电能可靠性、增强供电质量具有非常重要的意义。首先分别介绍了利用接地故障特征分量,利用故障相暂态特征分量以及不利用接地故障特征分量的三种选线方法,之后阐述了故障分析法、行波测距法和智能化测距三种定位方法。对不同方法的优缺点进行了分析综述。     

基于共模功率的交直流混合配电网单极接地故障识别方法

交直流混合配电网中高占比的电力电子设备对系统故障的识别提出了挑战，如何准确识别短路故障并采取对应的系统保护策略成为一大难题。为实现交直流混合配电网的安全稳定运行，提出一种基于共模功率的故障识别方法，通过判断基于共模功率的单侧故障信号和共模电压的极性，识别出直流线路区内外的单极接地故障，并制订单极接地故障保护策略。基于RTLAB平台搭建了交直流混合配电网硬件在环测试平台，并在系统不同位置开展单极接地故障试验。仿真结果验证了所提方法能有效识别出直流线路区内外的单极接地故障，且有较强的抗过渡电阻能力。     

多分支配电网接地故障定位的特征向量法

在配电网接地故障定位传递函数法的基础上,提出了一种能够方便应用于多分支配电网接地故障定位的新方法——特征向量法。该方法利用数字信号处理手段获得具有一定分支结构的配电网的传递函数频谱特性,通过对频谱特性的进一步处理,获得故障线路中故障和分支的信息,并将这些信息转化为故障特征向量。对于某一固定分支结构的配电网,利用该方法建立各种故障特征的数据库,形成数据库专家咨询系统,以实现对多分支配电网接地故障的定位。     

计及过渡电阻影响的配电网断线接地复合故障保护方法

为保障配电网安全运行,近年来断线故障保护受到重视,但对于断线接地复合故障的研究尚处于起步阶段。由于断线接地复合故障特征与断线不接地或单相短路故障存在显著区别,现有断线和短路故障保护方法对于断线接地复合故障存在局限性。特别是高阻下故障特征的进一步弱化,加大了故障识别难度。为此,提出了一种计及过渡电阻影响的配电网断线接地复合故障保护方法。首先,推导了断线电源侧接地故障和断线负荷侧接地故障的序电流,解析了负序、零序电流的变化特征和关联关系,进而构建了融合负序电流和零序电流的保护判据,提出了一种配电网断线接地复合故障的灵敏保护方法。理论分析和仿真结果表明,该方法兼顾了故障类型、负荷大小与分布、故障位置等多重因素的影响,适用于各种中性点接地方式,能够实现过渡电阻全范围内的断线接地复合故障可靠识别。