基于工频双端不同步数据的输电线路故障测距研究

针对农网10 kV输电线路在运行中存在的单相接地、两相短路等问题,结合故障定位已有的算法,提出了一种基于双端不同步数据的故障测距方法.该算法根据故障后沿线电压的分布规律,在不要求双端数据同步时,利用线路两端故障前电压和电流相量在线计算线路参数,将两端数据采样的不同步因素以不同步角的形式引入,建立了故障测距关于不同步角的方程;为了提高测距精度,采用多个点的不同步角的平均值作为不同步角差,建立了农网10 kV线路单相接地故障的仿真模型,采用双端不同步数据故障测距方法进行了故障测距.仿真计算表明,采用双端不同步算法在不同的情况下都提高了测距精度,且不受过渡电阻、系统运行方式等因素的影响.     

使用输电线双端数据的故障测距研究

以分布参数做为高压输电线路的模型,对双端输电系统提出了解了一次方程故障测距方法。该方法将线路两端电压电流基频分量分解成正序、负序和零序分量,首先根据不对称故障故障点处电流各序分量之间的关系,求出两端数据采样不同步角,进注解一次方程出故障集团。     

超高压长线路故障测距研究

提出了一种适用于超高压长线路的故障测距方法。该方法基于线路分布参数模型,根据正序故障分量电压沿线分布规律,通过搜索迭代将故障点界定在一段短线路上,从而将分布参数长线测距转化为集中参数短线测距。该方法理论上不受故障过渡电阻的影响,不要求双端数据同步采样。采用反映各种故障的正序分量,不需事先确定故障相别。ATP仿真显示该方法有较高的精度。     

考虑金属护层结构的电缆新型故障测距方法研究

单芯电力电缆的很多绝缘故障都和金属护层有关,只研究电缆导芯的简化结构模型不能进行护层相关故障的测距。基于分布参数模型,提出一种考虑电缆金属护层的新型故障测距方法。首先,使用分布参数理论分析计及金属护层的故障电缆等效分布参数电路,建立电压、电流方程;然后,通过边界条件求解电压、电流方程中的未知参数,得到故障点前、后的电压、电流值;最后,通过构建测距方程迭代搜索得到故障距离。该方法将复杂的相网络转化为相互独立的序列网络,使得该算法变得简单有效。大量仿真结果表明,该算法能实现护层相关故障(护层对地故障、芯—护层故障和芯—护层对地故障)的精确测距,测距误差基本不超过1.5%,且定位结果不受故障发生位置、故障类型以及过渡电阻的影响。     

基于双端同步信息量测的小电流单相接地故障区段定位

配电网的各分段开关将各馈线分成若干区段,针对中性点不接地系统中故障无法可靠定位的问题,在分析健全区段与故障区段首末端稳态零序电流及差值特征的基础上,提出了基于双端同步信息量测的故障区段定位判据。该定位方法借助双端同步信息测量装置,与配电自动化系统一同实现。利用实时数字仿真系统仿真验证,该方法可准确定位中性点不接地系统故障区段,不受线路长短的影响,并能削弱过渡电阻的影响。     

不受波速影响的电力线路故障双端行波定位方法

为了降低波速不确定导致的故障定位误差,提出一种不受波速影响的双端行波故障定位方法。该方法通过分析母线两端检测到的初始行波、故障点反射波、对端母线反射波的极性特征,记录初始行波、故障点反射波和对端母线反射波到达测量端的时间,仅利用双端反射波与初始行波的时间差计算故障点位置。该方法无需双端行波测量的时间同步,且定位计算与波速无关。仿真分析结果表明:该方法故障定位精度高,能够消除传统双端定位方法因时间不同步和波速不确定导致的故障定位误差等难题。     

输电线路精确双端故障测距算法研究

为了消除线路参数不确定性对测距精度的影响,提出了基于参数估计的自适应双端测距算法;利用输电线路的分布参数模型、故障前后的正序分量和负序分量写出测距的冗余方程,将线路的正序参数连同故障距离和非同步误差都作为未知量求解,从而实现自适应参数变化的双端测距算法,从原理上克服了现场和实际因素造成的线路参数不准确或变化对测距结果的影响.仿真实验和实际运行结果表明,该算法达到了很高的测距精度.     

同步发电机定子绕组匝间短路故障诊断研究

在对同步发电机定子绕组匝间短路故障负序电流分量产生机理进行分析的基础上,提出了以负序电流作为故障特征量,对同步发电机定子内部短路故障进行监测和诊断的方法。基于电路与电磁场有限元理论,建立同步发电机场路耦合数学模型,对半载运行下的同步发电机发生定子绕组匝间短路故障进行仿真,计算出故障发生前后三相电流相角差与幅值以及负序电流分量,并通过一台功率为24 kW的同步发电机实验数据验证了模型的精度与理论分析的合理性。同时,仿真分析了同一支路短路故障与不同支路短路故障等情况下对负序电流大小的影响,该结果对同步发电机定子绕组匝间短路故障的监测与诊断具有理论意义。     

基于有源工频电流注入的配电网对地参数精确测量

采用工频零序电流注入法,实现配电网对地电容、对地电导的精确测量。在配电网中性点注入2次不同的工频零序电流,改变系统中性点电压,由节点电压法写出2组电压方程,精确测量系统对地参数。配电网发生单相接地故障时,只有故障相对地参数发生改变,根据故障前、后对地参数变化,推导故障选相判据,实现故障相辨识。利用配电网对地参数及中性点零序电压,可计算出有源消弧和不平衡电压抑制时,注入中性点的理想零序电流值。Matlab/simulink仿真分析表明:该测量方法具有较高的精度,可应用于单相接地故障选相、有源消弧及三相不平衡电压抑制。     

基于节点导纳方程的故障定位及仿真

根据频域故障传输线的分布参数节点导纳方程推导了一种双短故障测距方法。该方法可以对不对称故障进行定位,这些故障包括单相接地故障、两相接地故障和两相短路故障;而且不要求传输线分布参数对称,不受系统阻抗的影响,不受过渡阻抗的影响。     

小电流接地系统故障选线的暂态零序电流变化率方法

分析了小电流接地系统发生单相接地故障时暂态零序电流的特点,给出了利用故障线路与非故障线路暂态零序电流变化率差异的选线判据,提出了小电流接地系统故障选线的暂态零序电流变化率方法.该方法不受系统中性点接地方式、电压初相角、过渡电阻的影响,故障判别准确,选线灵敏度高,算法简单,实用性强.最后用Matlab中建立的小电流接地系统仿真模型验证了该方法的有效性.     

新型小电流接地选线装置的研制

对于中性点不接地的系统,在电网发生单相接地故障后尽快选出故障线路,对于维持系统的正常运行非常重要.本文在大量的试验数据的基础上,对试验数据作了研究和理论分析,发现对于故障后各个线路的零序电流,在故障期间的一个确定的时刻,故障线路的零序电流和非故障线路的零序电流在相位上相差180度,并在此基础上研制了以故障选线为主要功能的中压供电系统综合自动监测装置.该装置经过现场运行,取得了很好效果.     

基于动态小波变换的小电流接地系统故障选线研究

小电流接地系统发生单相接地故障时,由于故障电流小及接地点电弧不稳定等原因,其零序故障电流准确获取和定值整定困难,使其故障线路的检出仍是难题。提出一种基于动态小波变换的故障选线方法,利用所有健全线路暂态能量与故障线路暂态能量之差为最小值作为判据。该方法充分利用了动态小波变换分析故障信号的优势,克服常规小波变换在这方面的不足。仿真结果表明,该判据不受接地条件和接地方式影响,能够准确可靠地选出故障线路。     

基于小波变换的超高压非对称T型线路故障保护方案

描述了一种利用小波变换对T型线路进行快速保护的方案,保护单元使用各支路经同步化后的三相电压电流,使用小波变换提取故障电压电流频带中的暂态高频分量,进行故障检测与类型判别。建立了非对称T型线路仿真模型,针对不同故障位置、故障类型、故障初始角和故障过渡电阻进行仿真验证。结果表明,该方案快速,准确。     

基于斜率突变量的小电流接地系统故障选线方法

提出了一种小电流接地系统故障选线新方法.该方法以故障发生时刻暂态零序电流斜率突变量为特征量,求取出各条线路综合相关系数值,在此基础上,提出判据阈值(包括母线阈值和分支阈值)与判据系数(包括母线系数和分支系数)两类概念,通过比较系数与阈值的大小可构成一种新颖的选线方法.大量仿真表明,该方法在不同电压初相角、不同接地电阻情况下,均能准确判定出故障母线或故障分支线路,并且该方法具有选线准确、可靠性高等特点.     

基于相电流增量的故障区间定位新方法

为解决配电网单相接地故障时定位效果不佳的问题,根据故障发生后健全线路及故障线路故障点下游暂态三相电流增量波形相似,而故障线路故障点上游故障相与非故障相暂态相电流增量波形差异较大的特点,提出一种基于相电流增量的故障区间定位新方法。该方法利用各个检测点的三相电流增量求出各自的功率系数并发送到主机,通过对比相邻检测点的功率系数判断出故障区间。其优势在于仅利用电流作为故障区间定位特征量的同时减少了通信系统的压力。通过仿真和数据分析表明,该方法在各种初始电压相位下发生高、中、低阻接地时均能正确的判断出故障区间,具有原理简单、适用性好的特点。     

基于线圈探测的笼型异步电机转子断条故障诊断初探

笼型异步电机转子断条故障研究是目前国内外关注的热点之一,已经提出的诊断方法在进行故障特征提取时具有一定困难。分析了异步电机参数与导条电气特征间的关系,通过数值仿真得到断条前后转子电流分布规律,结合有限元工具Ansys分析了导条漏磁场在故障前后的变化。研究结果表明探测线圈输出的电压幅值与导条故障的严重程度之间存在对应关系,探测线圈法可以应用于笼型异步电动机转子断条故障的诊断。     

基于特征频带相电流提取的故障选相和选线方法

为有效提高故障选相和选线的准确率,提出基于三相暂态电流信号小波分析的故障选相和选线方法。通过母线处故障相和两健全相的暂态电流差异判断出故障相;对各条线路的暂态电流进行小波包的分解和重构,计算各条线路暂态电流在特征频带内的重构系数比值,利用此值的差异辨识故障线路;在PSCAD仿真软件中搭建包含架空线-电缆混合线路的10 kV典型配电网模型,考虑不同中性点接地方式和过渡电阻大小,利用多组仿真算例验证了所提出故障选相和选线方法的正确性。     

基于特征频带相电流提取的故障选相和选线方法

为有效提高故障选相和选线的准确率,提出基于三相暂态电流信号小波分析的故障选相和选线方法。通过母线处故障相和两健全相的暂态电流差异判断出故障相;对各条线路的暂态电流进行小波包的分解和重构,计算各条线路暂态电流在特征频带内的重构系数比值,利用此值的差异辨识故障线路;在PSCAD仿真软件中搭建包含架空线-电缆混合线路的10 kV典型配电网模型,考虑不同中性点接地方式和过渡电阻大小,利用多组仿真算例验证了所提出故障选相和选线方法的正确性。