影响小电流接地选线准确性因素的分析

通过分析非有效接地电网发生单相接地故障时的故障特征,详细分析了影响单相接地故障选线准确性的因素,得出了充分综合应用基于暂态分量和基于稳态分量的选线方法,增大故障线路与非故障线路之间的差别,提高保护裕度,是提高单相接地故障选线的准确性的有效途径。     

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。     

基于EMD聚类算法的配电网单相接地故障选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时故障信号不易处理。为准确选出故障线路,提出一种基于EMD算法和以欧氏距离为基础的聚类算法相结合的故障选线方法。根据谐振接地系统单相接地故障后零序暂态电流的特性——故障线路的零序暂态电流幅值远大于各健全线路的零序暂态电流幅值并且极性相反,首先对各馈线暂态零序电流进行EMD分解并提取主振荡频带电流信号,然后求取各馈线主振荡频带电流信号的综合欧氏距离,以此为基础对各馈线进行排序和聚类,由聚类结果确定故障线路。仿真结果表明,该方法准确、可靠。     

一种基于图像的配电网单相接地故障选线方法

文中针对中性点经消弧线圈接地引起故障电流微弱,故障特征不明显,导致谐振接地系统发生单相接地故障时选线速度慢、选线困难等问题,提出了一种基于图像的配电网单相接地故障选线方法。该方法获取各馈线故障零序电流,通过连续小波变换(CWT)得到CWT系数矩阵,将系数矩阵生成RGB图像;然后,通过感知哈希算法计算正常馈线与故障馈线生成RGB图像之间的汉明距离,以汉明距离判断各RGB图像之间的差异,进而确定故障馈线;最后,对比了基于皮尔逊相关系数选线方法和基于EMD分解零序电流高频分量选线方法,结果表明所提方法应用于谐振接地系统中选线速度快,且不受故障电阻、故障位置、故障初始相角等因素的影响。     

基于S变换和可信度决策的谐振接地系统故障选线新方法

为了解决配电网谐振接地系统发生单相接地时故障选线效果欠佳的问题,本文提出了一种基于S变换和可信度决策融合的谐振接地系统故障选线新方法。论文利用S变换强大时频分析能力提取各条线路的复时频矩阵,通过可信度决策融合各条线路幅频矩阵综合相关系数和暂态能量参数两种判据,从而实现自适应地进行故障选线,提高单一选线方法的准确性和灵敏性。本文利用EMTP / ATP软件搭建了10kV配电网混合线路仿真模型,仿真结果表明该方法能够较好融合多种特征量,受中性点接地方式、故障位置、故障电阻、故障初始角、网络结构的影响较小,且判据裕度较高,在不同补偿度下均具有较高的选线准确率。     

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。     

基于综合Hausdorff距离的小电流接地故障选线

将Hausdorff距离引入小电流接地系统故障选线,利用故障后暂态零序电流波形的相似性度作为故障选线判据,提出改进后的综合Hausdorff距离算法计算暂态零序电流的波形相似度,进行故障线路筛选。采用MATLAB/SIMULINK软件对不同故障条件分别进行仿真。实验结果表明,综合Hausdorff距离算法不受接地电阻、故障电压初相角、短路距离以及电网结构等因素的影响,具有准确性高,抗噪声能力强,检测速度快和对采样频率限制低的优点。     

基于改进欧氏-动态时间弯曲距离的谐振接地配电网单相高阻接地故障选线方法EI北大核心CSCD

针对谐振接地系统发生单相高阻接地故障时单一特征量故障信息不明显,以及故障线路与非故障线路暂态零序电流存在明显差异的特点,提出一种基于改进欧式-动态弯曲距离的单相高阻接地故障选线新方法。将动态弯曲距离与欧式距离相结合,求取各线路故障2个周期后暂态零序电流波形的相似度矩阵,构建各线路波形的综合相似系数,并结合模糊C均值聚类算法,实现单相高阻接地故障选线。对于工程应用中线路参数差异造成的非故障线路暂态零序电流波形相似性低的问题,对原始波形进行预处理,以提高选线方法的可靠性。通过大量仿真,验证选线方法对单相高阻接地故障和各类接地故障的有效性。在噪声干扰、采样不同步、零序电流互感器极性反接、两点高阻接地等极端情况下,选线方法具有较强的鲁棒性和容错性。     

基于改进DTW的接地故障波形互相关度聚类选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时,各线路暂态零序电流波形具有非线性非平稳特性,故障线路与非故障线路的暂态零序电流波形存在差异性,提出一种基于改进动态时间弯曲距离(DTW)的接地故障波形互相关度聚类选线方法。通过改进DTW算法求取各线路发生故障后半个周期暂态零序电流波形两两之间的幅值互相关系数矩阵(ACCM),结合暂态零序电流极性互相关系数矩阵(PCCM),构造表征暂态零序电流幅值和极性信息的综合互相关系数矩阵(CCCM),由免阈值设定的模糊C均值聚类(FCM)算法选出故障线路。对噪声干扰、两点接地、电弧故障、采样不同步等情况的仿真结果表明,所提故障选线方法不受工程应用中可能存在的影响因素的影响,实现可靠选线。     

基于稀疏分解与综合测度值的配电网故障选线方法

为提高基于暂态量选线方法的准确性和鲁棒性,同时尽可能多的包含故障信息,提出了一种基于稀疏分解与综合测度值的配电网故障选线方法。首先,利用匹配追踪算法对故障瞬间2个周期内的暂态零序电流进行4次迭代分解;然后,选取1/4周期内的最佳原子作为研究对象,一方面计算原子奇异熵,另一方面利用最佳原子重构得到特征原子,并计算其实际能量;最后,以归一化后原子奇异熵的倒数为自变量,构造了故障信任度函数,进而构造了能够多角度量化故障信息的故障综合测度函数,最大故障综合测度值对应的线路被选取为故障线路。仿真结果表明:故障发生时,求得的故障线路综合测度值大于健全线路综合测度值,基于该特性得到的选线结果不受故障线路类型、故障相角、过渡电阻和故障距离的影响。     

中性点经消弧线圈接地电网选线装置的设计

分析了中性点经消弧线圈接地电网发生单相接地故障时故障线路与非故障线路零序电流的分布特性,设计了基于INTEL80296和复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device)为主控单元的微机选线装置。该装置采用了一种新的接地选线的算法——电流融合算法,该算法将补偿电流与故障零序电流矢量求和,根据故障与非故障线路矢量和分布在不同区间作为选线判据。经现场运行证明,采用融合电流算法的选线装置选线准确性高,对单相高阻接地故障具有极高的灵敏度。     

一种谐振接地系统电弧高阻接地故障选线新方法及仿真

提出了一种电弧高阻模型,并针对谐振接地系统电弧高阻接地故障选线问题,提出一种基于希尔伯特-黄变换和概率神经网络的选线新方法。采集每条线路在单相接地故障发生时的零序电流暂态信号(一个周波,故障前1/4个周波和故障后3/4个周波)进行EMD分解,计算各条线路的特征固有模态能量。将各条线路的特征固有模态能量输入到PNN网络,实现故障线路自动识别。运用Matlab软件对电弧高阻接地故障、混合线缆系统接地故障分别进行了选线仿真,并进行了噪声干扰试验,验证了该方法的可行性与准确性。     

采用Hilbert谱带通滤波和暂态波形识别的谐振接地系统故障选线新方法

利用谐振接地系统发生单相接地故障后,非故障线路的暂态零序电流波形相似,而故障线路暂态零序电流波形与非故障线路差别较大的特点,提出一种基于故障暂态零序电流波形时频局部特征识别的接地选线新方法。将故障后各线路首个工频周波内的零序电流波形经Hilbert谱带通滤波分解为多频带分量,在时域上对各频带分量做等间隔划分,得等面积的时频小块,以其面积为元素生成各线路的分块时频谱矩阵,进而综合运用相关系数法及欧氏距离法求取各线路相对于其他线路的综合相似系数,结合选线判据确定故障线路。仿真结果表明,该选线方法能适应各种故障条件及影响因素,具有裕度高,选线准确等特点。     

基于模糊熵和离散Fréchet距离的小电流接地系统故障选线方法

根据故障线路与非故障线路的故障特征,提出一种基于模糊熵和离散Fréchet距离的小电流接地系统故障选线方法。首先,利用完备集合经验模态分解(CEEMDAN)对各线路暂态零序电流进行分解,并根据峰度和连续均方误差选取特征IMF分量,然后对各线路特征IMF分量求取相关系数,构造相似特征矩阵,判断其是线路故障或是母线故障。若为线路故障,对各线路特征IMF分量进行模糊信息粒化,然后将各线路粒化后的三组Low,R,Up分别混合叠加,并求取离散Fréchet距离,结合隶属函数,求取加入复杂影响因子的模糊熵,构造复杂特征矩阵,最后利用双重特征矩阵进行故障选线,经过大量的仿真分析证明该选线方法的准确性,不受过渡电阻和故障合闸角的影响,且抗噪能力强。     

基于证据理论和信息熵的消弧线圈接地电网融合选线方法

提出一种消弧线圈接地电网单相接地故障融合选线方法。该方法综合运用首半波、有功分量和暂态量故障特征,采用证据理论和信息熵实现融合选线。构造了定量反映线路似为故障线路程度的故障测度算法,建立了以故障测度和信息熵表示的基本信度分配函数,实现了多故障特征的证据融合选线。仿真和实测数据验证了本文选线方法的有效性,表明提出的证据融合选线方法可极大地提高选线的准确性和适应性。     

基于小世界加权拓扑模型的配电网接地故障选线研究

为解决传统的利用电气特征量进行接地选线存在的诸多问题,提出了基于小世界加权拓扑模型的配电网接地选线新方法。首先,对一单母线的10 kV配电网进行了小世界建模,计算得到了相同线路发生不同接地故障的特征参数,所得的特征参数可以显著地区分不同类型的接地故障。然后建立了不同线路发生相同接地故障的小世界加权拓扑模型,根据线路的长度设定了权值,并计算得到不同线路发生接地故障时的加权平均距离。模拟实验结果表明,越长的线路发生接地故障后其加权平均距离越小,因此可将加权平均距离作为接地故障选线的判据。在同一条线路发生高阻接地相较于金属性接地来说,加权平均距离明显降低,这反映了高阻接地因增大了零序回路的阻抗,而导致了故障传播深度的减小。     

配电网消弧线圈优化控制策略

针对谐振电网消弧与选线难以兼顾的问题,提出了基于改进综合增量选线方法的消弧线圈优化控制策略。定义了一种新的零序电流综合增量,在脱谐度变化有限的情况下,增大故障线路与非故障线路间的差异性,从而提高选线的可靠性;根据交流熄弧条件,给出了基于改进零序电流综合增量选线方法、满足电弧不重燃条件下的消弧线圈控制策略。PSCAD仿真表明,改进后的零序电流综合增量法表征的故障特征更加显著,选线的正确性不受故障距离和过渡电阻影响,给出的优化控制策略能准确控制故障点的残流水平,兼顾消弧与选线2方面,具有极大的实用性。     

单相接地故障综合判据选线研究

通过对影响现有选线准确性因素的分析,认为单相接地选线原理的单一性和选线保护裕度低是影响接地选线准确性的主要原因,提出了基于电弧接地故障的暂态电流互积求和选线法和针对稳态接地故障的导纳互差求和选线法和融合电流选线法的综合选线方法.大量的6 kV电网模拟试验和实际电网运行情况表明,该方法有效地提高了选线的准确性.     

小电流接地系统单相接地故障选线的研究

为提高单相接地故障选线的准确性,从国内外小电流接地系统单相接地选线原理和装置的实际应用情况出发,深入分析得出单相接地故障的复杂性和单选线原理的单一性、保护裕度低是影响现有单相接地故障选线准确性、可靠性的原因,因此利用电弧接地故障时各线路零序暂态电流的特征提出了暂态电流互积求和选线法,针对稳态接地故障的特征提出了导纳互差求和选线法,并利用这两种分别基于稳态和暂态接地故障的选线方法构成能够针对不同类型接地故障的综合选线方法,从而克服了接地选线原理的单一性。采用该综合选线方法,设计开发出了相关微机选线装置。大量的6kV电网模拟试验和实际电网运行情况表明,该综合选线方法能有效的提高选线的准确性和可靠性。     

基于深度信息融合的小电流接地故障选线

基于信息融合技术的小电流接地故障选线方法当信息融合效率低时,将直接影响接地选线的准确性。分别利用傅里叶变换(FFT)和经验模态分解(EMD)对稳态和暂态的零序分量特征进行分析,通过建立故障测度函数,计算出线路故障测度;利用信息增益度,建立各种选线方法的故障测度;利用线路和方法故障测度得到最终的样本故障测度。把样本故障测度作为特征输入量,利用单纯形法(SM)优化参数的最小二乘支持向量机(LSSVM)算法进行深度信息融合选线。仿真结果表明上述方法应用于选线中具有很高的准确率和灵敏度。