基于智能算法的配网单相接地故障辨识

单相接地故障是配电网中最常见的故障,由于故障电流可能很小,其精确诊断存在较大难度。分析了可能对单相接地故障辨识产生影响的其他短路故障与扰动情况,提出了一种基于改进支持向量机(SVM)与卷积神经网络(CNN)的配网单相接地故障辨识方法。利用粒子群算法对支持向量机的参数进行改进,识别出低阻接地故障与扰动;针对时域中不易区别的永久性与间歇性单相接地故障,通过希尔伯特-黄变换提取频域信息,利用卷积神经网络根据提取出的高维特征向量辨识其具体类型。在MATLAB/Simulink中搭建了一个辐射状10 kV配电网模型进行仿真,仿真结果验证了算法的有效性和优越性。     

中性点采用两种接地方式的配电网单相接地故障的比较

为了更好地应用小电阻接地方式来提高配电网系统的安全性、可靠性,笔者研究了中性点采用小电阻接地和消弧线圈接地的配电网在发生单相接地故障时的不同特点以及保护方式的差异。首先采用对称分量法对这两种配电网的单相接地故障进行分析,并采用MATLAB进行了仿真。研究结果表明,采用这两种接地方式的配电网在发生单相接地故障时的不同特点导致其继电保护措施也各不相同。因此,随着中性点经小电阻接地的接地方式的推广,其相应的单相接地故障继电保护措施需进一步完善。     

小电流接地系统单相接地故障选线方法综述

小电流接地系统在我国配电网中应用比较广泛,也是最易发生单相接地故障的系统,因此如何及时检测和判别故障线路一直是配电网自动化研究的一个课题。文中根据国内外对小电流接地系统单相接地故障选线方法的各种典型选线方法做出了归纳,提出了现今研究的难点和研究的方向。     

提升配电网公共安全治理能力

单相接地是配电网中最为常见的故障,发生次数远高于相间短路故障。我国配电网大多采用小电流接地方式,由于流经单相接地故障点电流小,大部分情况下电弧可以自行熄灭,并且接触电压和跨步电压小,但是故障信号也较小,给单相接地的检测和保护带来一定困难。因单相接地未被及时发现和未妥善处理导致电缆沟“火烧连营”而造成大范围停电、引发山火和导致触电是配电网公共安全的主要风险。     

谐振接地配电网单相接地故障带电定位方法研究

配电网中单相接地故障是小电流接地系统发生几率最高的一类故障。当接地故障发生时,可以继续运行1~2小时,但故障应当及时排除,以便正常供电。谐振接地配电网发生单相接地故障时,故障的带电定位存在很大困难。在现有方法的基础上,针对谐振接地配电网发生的单相接地故障,通过理论推导,提出了利用零序电流变化量进行单相接地故障带电定位的方法,并设计了一种利用零序电流变化量的带电定位装置,通过仿真实验对装置进行检验。     

配电网小电流单相接地故障选线方法研究

<正>在配电网小电流单相接地故障选线管理过程中，技术人员需要参照单相接地故障理论完成精细化分析，并且结合相关分析法、选线法以及小波故障选线法，完成科学有效的管理控制，结合各类波形函数以及相关矩阵分析法，提高选线管理品质。对配电网小电流单相接地故障选线的方法进行分析探讨。     

基于配电自动化的单相接地故障诊断策略研究

随着我国智能电力系统建设的逐步推进，也逐步实现了配电自动化。配电网多采用小电流接地系统，单相接地故障是一种较为常见的故障类型，因此对单相接地故障进行诊断定位对于保证配电网的安全、稳定、可靠运行意义重大。本文通过对小电流接地系统的故障信息进行深入分析，提出了基于方向信息值的故障诊断方法，并对方向信息值的特征进行了深入的分析。经过实际测试，本文所提出的方法能够对单相接地故障发生的区段进行准确的定位，便于进行故障的快速处理，缩短停电时间，提高供电连续性和稳定性。     

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。     

基于模拟试验法的中性点接地方式运行特点分析

针对配电网中性点接地方式在发展中遇到的一些难以突破的技术瓶颈,用实验室模拟试验的方法在国网配电网智能化应用及关键设备联合实验室(漯河真型试验场)开展了消弧线圈接地方式和小电阻接地方式对单相接地故障处理的试验,这种方法避免了计算机仿真软件的不足,其结果真实可靠,可完全等效于在真实配电网的试验结果。试验结果表明,消弧线圈接地方式能够消除瞬时性单相接地故障,提高供电可靠性,但不能及时切除永久性单相接地故障线路,高阻接地时选线准确率不高,在发生人身触电时不能及时脱离电源,存在较大的安全瓶颈;小电阻接地方式下发生绝缘子闪络引起瞬时性故障时,馈线零序保护会顺利动作使线路跳闸,但频繁跳闸会使供电可靠性大幅度下降,且发生高阻接地故障时,存在零序保护"失灵"问题,故障线路不能被及时切除,对人身存在极大的安全风险。     

基于行波检测的水电配电网单相接地故障定位

对单相接地故障进行精准定位有利于提高水电配电网供电质量、减少断电造成的损失.为此,针对传统定位方法存在的定位误差大、检测耗时长的问题,设计了基于行波检测的水电配电网单相接地故障定位方法.定位过程共分为两个阶段:一是水电配电网单相接地故障选线,确定发生故障的线路.二是针对行波信号中存在噪声的特性,将行波检测法中的双端法与二进小波变换过程相结合,借助于二进小波变换的消噪作用和异常点定位能力,对单相接地故障位置进行精确定位.实证结果表明:与传统定位方法相比,利用行波检测方法后的定位误差更小、故障检测时间更短,为水电配电网单相接地故障的及时修复奠定了重要的基础.     

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。     

基于金属护层模型参数辨识的电缆单相故障单端测距方法

电缆大部分故障均与金属护层相关,仅考虑缆芯电气结构参数的模型无法实现护层相关的故障测距。为解决配电网电缆单相故障测距困难的问题,提出了基于金属护层模型参数辨识的电缆单相故障单端测距方法。以配电网单相故障零模等效网络作为辨识模型,将故障距离、过渡电阻、对地电容作为模型的未知参数,利用电缆单相接地故障后缆芯和护层中的暂态信息并结合故障状态网络和零模等效模型,建立时域测距方程作为参数辨识目标函数,用最小二乘算法进行最优参数求解,得到故障距离。ATP-EMTP仿真结果验证了所提方法的有效性,且测距精度高。     

基于KNN和多电流特征的配电网接地故障区段定位方法

为解决配电网单相接地故障区段定位难题,提出一种基于KNN和多电流特征的配电网接地故障区段定位新方法.故障点上游区段和故障点下游以及健全区段的相电流和零序电流的幅值、极性以及相似性等均存在差异,同时将相电流和零序电流的突变量作为故障区段的识别依据,提高了区段定位的准确率.针对识别判据的阈值设置困难的问题,提出利用KNN自...     

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。     

基于多故障特征量提取的配电网单相接地故障类型识别

对配电网发生的故障进行准确的在线识别,有助于快速处理故障。提出一种基于多故障特征量提取的配电网单相接地故障类型识别方法。首先,从故障持续性、过渡电阻大小、故障点燃弧性质3个特征对单相接地故障进行多特征分类。然后,将小波多分辨率分析与数学形态学相结合,提取故障相电压的暂态脉冲信号,并由其识别故障暂态产生次数,判断故障持续性;由故障后的中性点电压偏移量,估算过渡电阻大小;提取故障相电压的总谐波畸变率,判断故障点是否存在燃弧现象。最后,依据以上故障特征量,提出配电网单相接地故障总识别流程,并通过仿真验证了该方法的可靠性。     

小电流接地故障多层次分类及其识别模型

小电流接地系统的单相接地故障类型识别对提升配网运行的安全性和可靠性具有重要意义。首先,根据故障的稳态和暂态特征,对单相接地故障进行了多层次递进式分类和定义;其次,提取不同类型故障的电气量特征,建立小电流接地故障类型识别模型;最后,以现场的录波数据对文中提出的故障类型识别模型进行验证。验证结果表明,所提方法能够有效地识别接地故障类型,有利于提高小电流接地故障处理的针对性。     

基于RLC模型参数辨识的配网电缆单相接地故障的单端时域测距方法

提出了一种基于RLC模型的配网电缆单相接地故障的单端时域测距方法。该方法利用配网电缆单相接地故障后的暂态信息并结合故障状态网络与零模网络,建立时域测距方程,实现故障测距,且对过渡电阻及其两侧的等值对地电容进行了辨识求值。该算法避免了故障后消弧线圈补偿使得稳态残流微弱、过渡电阻、故障初始角及中性点运行方式等因素对测距精度的影响。大量的EMTP数字仿真结果验证了该算法的正确性,且具有较高的测距辨识精度。测距平均误差在10 m内,最大相对误差小于0.113%,计算过渡电阻的最大相对误差小于1.637%,满足实际工程应用需求。     

基于分布式电源电流变化率的主动配电网单相断线保护方法

分布式电源的应用,改变了配电网断线故障的特征,加剧了断线故障的威胁。但是目前不仅缺乏含分布式电源(DG)的配电网断线故障保护方法,甚至电网断线故障下DG的输出特性也不清晰。基于主动配电网的可观测性,提出了一种根据DG电流变化率识别配电网断线故障的新思想。首先,分析了配电网单相断线故障下DG的输出特性,并建立了DG的等值模型。然后,建立了含DG的配电网单相断线故障等效电路,推导了故障前后DG输出电流的表达式。随后,分析了故障前后DG输出电流的变化特征,建立了基于DG电流变化率的辐射状配电网单相断线故障保护判据。仿真表明,所提单相断线故障保护方法能够迅速识别断线故障并准确定位。     

不依赖零序电压的配电站所接地故障识别方法

缺少零序电压采集的配电站所终端通常用融合识别方法识别接地故障,要求融合识别方法能够适应配电站所的不同拓扑,而且对较小接地电流的故障有较高的识别准确率.文中提出的方法结合了物理模型驱动和神经网络方法.首先,基于接地故障的物理模型,通过比对优化基于零序电流的特征量,预处理数据并选取参考间隔,解决拓扑或间隔数变化的问题,并设计单间隔相电流特征量,以提高故障识别准确率.然后,利用神经网络融合多个特征量,增强不同特征的协同判决能力,降低定值设定对灵敏度的影响.现场接地故障实验表明,文中提出的方法对不同拓扑有很强的适应能力,并具备很高的识别准确率.     

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。