小波重构算法在配电网接地选线中的应用

当配电网单相接地故障发生在相电压过零点附近时,故障线路零序电流中含有大量的暂态感应电流直流分量.文章提出了利用小波的分频特性和重构算法,分别求取各线路零序电流中直流分量和基频分量的重构信号,根据故障线路和非故障线路零序电流中二者的能量比的不同,来确定故障线路的方法.应用电磁暂态程序(ATP)仿真也表明,用该方法实现配电网相电压过零点附近发生故障的故障选线,具有较高的灵敏度和可靠性.     

基于高低频段暂态信号相关分析的谐振接地故障选线方法

针对谐振接地系统在相电压过零点附近发生单相接地故障时选线灵敏度不足的问题,提出一种基于高低频段馈线零序电流与母线零序电压导数的相关分析故障选线法。系统故障后健全线路的阻抗在高低频段均呈电容特性,而故障线路的阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。由此可知,健全线路零序电流与母线零序电压导数的相关系数在高频段和低频段相等,其差为零;故障线路在低频段含有衰减直流分量,该频段内零序电流与母线零序电压导数的相关系数很小,而高频段的相关系数数值较大,两者差值较大。根据这一特点构成故障选线判据。该方法物理意义明确,能提高相电压过零点附近的选线灵敏度,在其他故障状态下也能准确选线。大量仿真结果验证了该方法的有效性。     

小电流接地电网单相接地故障的暂态特性

针对小电流接地系统单相接地故障接地选线困难的问题,通过理论分析、仿真研究和大量6kV模拟实验验证,深入研究了该型故障的特征,着重研究了电弧接地故障时暂态零序测量电流的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系。结果表明:①电弧接地时,零序电压和各馈线零序电流中都有高频衰减的暂态分量。暂态分量的频率主要与变压器漏抗、电网对地电容和相间电容有关,频率约在0.3～3kHz之间。暂态分量的特征基本不受中性点接地方式的影响。②故障线路与非故障线路的暂态零序电流在频率、衰减速度等特性上相同。非故障线路暂态零序电流的大小与本线路对地电容的大小成正比,而故障线路暂态零序电流等于所有非故障线路暂态零序电流之和,但方向相反。③单相接地故障发生在相电压最大值附近时暂态零序电流最大,发生在相电压过零点附近时最小;暂态零序电流的衰减速度随电弧电阻的增大而加快。这些暂态特性可为研究基于单相接地故障暂态分析的接地选线方法提供理论依据。     

基于零序电流的单相接地故障定位系统

基于对称分量法对配电网输电线路发生不对称接地故障时零序分量进行分析,提出基于零序电流的配电网故障定位方法.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单相接地故障时的故障定位,阐述零序分量的原理与特点,介绍零序电流采集系统的基本构成及对于零序电流的滤波放大处理方法,分析零序电流相位的提取与计算,最后总结了零序分量在相位法故障定位的特点及应用前景.     

基于数字信号处理器和小波包重构算法的配电网接地选线装置的研究

根据配电网单相接地故障中零序电流的特点,利用小波包对零序电流进行分解,在按能量最大原则选取的特征频档带中通过比较重构后电流瞬时值的符号进行接地故障选线,仿真结果表明该方法既能实现相电压峰值附近的故障选线,也能实现相电压过零点附近的故障选线;并针对该方法构建了基于数字信号处理器(DSP)的配电网接地选线硬件平台,试验结果表明,该软硬件平台运算速度快、抗干扰能力强、运行稳定.     

基于暂态小波能量的小电流接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统在相电压过零点附近发生故障选线不准确的问题,在详细分析小电流接地系统暂态零序网络故障特性后,提出了一种新的基于暂态小波能量的小电流接地系统选线新方法。首先将各馈线暂态零序电流进行小波变换;再利用小波系数计算小波高频能量和小波低频能量;最后根据相电压峰值附近故障和过零点附近故障时故障信号能量谱特征不同,通过比较小波高频能量或小波低频能量极大值进行选线。采用EMTP进行大量仿真,结果表明,该方法不受故障合闸角、故障距离、过渡电阻、电弧及系统运行方式等因素的影响,在线路末端发生单相高阻接地或在相电压过零点附近发生故障时均可以准确可靠选线。     

希尔伯特变换在配电网故障选线中的应用

为克服目前小电流接地系统单相故障发生在相电压过零点附近选线方法灵敏度低的缺点,提出了一种基于希尔伯特变换的综合选线判据。将零序电流进行小波包分解的同时,运用希尔伯特变换对分解结果进行瞬时频率分析,计算频带能比因子。将频带能比因子作为启动选线方法的条件,当高频分量多时比较小波高频能量,当低频分量多时比较直流分量能量,将两种方法进行有机综合可以构成完善的故障选线方案。仿真结果表明该方法有效、准确、且适用性强,不受系统结构和运行方式等的影响。     

基于改进模糊神经网络的配电网故障选线研究

在配电网中广泛采用小电流接地方式,传统的单一单相接地故障选线方法适用范围有限.针对单一故障选线方法的不足,提出利用模糊神经网络对多种选线方法进行融合.采用基于小波包从零序电流中提取暂态能量分量和暂态方向分量,和基于FFT从零序电流中提取稳态基波分量和五次谐波分量作为故障选线的特征分量.设计模糊神经网络的结构并进行改进,采用BP学习算法.在Matlab7.1环境下搭建10 kV配电网模型,分别仿真不同的故障位置、故障合闸角、故障接地类型和故障线路的故障以验证理论的有效性.     

基于改进模糊神经网络的配电网故障选线研究

在配电网中广泛采用小电流接地方式,传统的单一单相接地故障选线方法适用范围有限。针对单一故障选线方法的不足,提出利用模糊神经网络对多种选线方法进行融合。采用基于小波包从零序电流中提取暂态能量分量和暂态方向分量,和基于FFT从零序电流中提取稳态基波分量和五次谐波分量作为故障选线的特征分量。设计模糊神经网络的结构并进行改进,采用BP学习算法。在Matlab7.1环境下搭建10 kV配电网模型,分别仿真不同的故障位置、故障合闸角、故障接地类型和故障线路的故障以验证理论的有效性。     

基于傅里叶变换与最大关联距离相结合的配电网故障选线新方法

针对现有配电网故障选线准确率与可靠性均偏低的问题,提出了一种基于傅里叶变换与关联距离相结合的故障选线新方法。当发生单相接地故障时,利用快速傅里叶变换（fast fourier transformation,FFT）提取暂态零序电流第2个周期内的稳态工频分量,反演后得到暂态零序电流的整体工频分量;剔除暂态零序电流中工频分量后得到非工频自由振荡分量,在此基础上,利用非工频自由振荡分量构建基于关联距离的故障选线新判据;将具备最大关联距离所对应的线路判定为故障线路,与此同时,将其他线路判定为健全线路。仿真结果表明,该方法不受故障电阻、故障相角与故障位置的影响,同时还可抵抗噪声干扰,具有较强的鲁棒性。     

一种基于电压序分量的高压线路保护选相元件

通过对零序、负序电流构成的序分量选相元件所存在问题的探讨,以及对单相接地和两相接地故障时,零序电压和正序电压不同相位关系的分析,得出了一种由零序、负序、正序电压所构成的新型故障序分量选相元件。该元件原理简单,选相可靠,不仅能对一般性故障正确选相,而且在转换性故障,同杆并架上的跨线故障等特殊故障情况下也能正确选相,满足了高压及超高压线路保护中对选相元件的要求。     

基于馈线零序阻抗特性的谐振接地故障选线方法

谐振接地配电网发生单相接地故障后,健全线路的零序阻抗在最小串联谐振频率以下的各频段呈电容特性;故障线路的零序阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。依据这一现象,提出一种基于馈线零序阻抗特性的故障选线方法。通过低通和带通数字滤波器提取母线零序电压和各馈线零序电流的高频分量和低频分量,并分别对母线零序电压的高频分量和低频分量求导。由于容性线路的电压导数与电流的比值为定值,故母线零序电压导数与健全线路零序电流的比值在高频段与低频段相等,其实际差值近似为0;母线零序电压导数与故障线路零序电流的比值在高频段与低频段不等,其差值较大,据此构成故障选线判据。理论分析和仿真结果表明,该方法选线准确、可靠且适应性强。     

谐振接地电网故障选线相关分析法

对于谐振接地电网,发生故障前,故障馈线与健全馈线零模电流中的不对称分量具有较强的相似性,它们之间的互相关系数会受到不对称分量的影响.对各线路故障零模电流,用故障发生之后第1个周期采样数据对应减去故障发生前1个周期采样数据,得到零模电流的纯故障分量.提出一种基于零模电流纯故障分量的相关分析选线方法,对各馈线故障零模电流的纯故障分量在一定数据窗下进行综合相关度分析,选择最小的综合相关系数对应的馈线为故障馈线.该选线方法具有较强的抗电弧接地能力,能有效地克服系统不对称的影响.理论分析及仿真结果表明,该方法选线结果准确、可靠.进一步提高了选线保护的裕度.     

一种故障分量选相元件接地短路判据的修正

在详细分析故障分量选相原理的基础上,对传统故障分量选相元件的接地短路故障判据进行了修正。修正后的判据仅利用负序故障分量电流相位和正序故障分量电流相位之间的相位差,加入对零序电压分量的阈值判断来区分接地故障。克服了原判据由于零序电流分布因子与正、负序电流分布因子不相等而产生误判的缺点,较好地解决了接地故障误判断问题,同时简化了选相流程。仿真实验验证了该判据的正确性和稳定性。     

基于并联电抗器电流判别的超高压输电线路单相自适应重合闸

针对带并联补偿的超高压输电线路,提出了根据恢复电压阶段并联电抗器中故障相电流的低频分量判别故障性质的方法,并定义了一个能量函数,用于检测低频分量的含量,能在2～4个基波周期内快速识别故障性质.详细分析了并联电抗器中故障相的电流特性,并基于该特性区分永久性和瞬时性故障:永久性故障时,并联电抗器故障相电流只舍有基频分量和衰减较慢的直流分量;瞬时性故障时,故障相电流中除基频外还含有低频分量,其幅值接近基频分量.理论分析和EMTP仿真结果表明,该识别方法可以准确区分线路的故障性质,大幅度提高重合闸成功率.     

基于小波包分析的配电网故障选线新方法

提出了基于小波包分析的配电网故障选线新方法用于解决低频采样零序电流信号因发生不同程度的能量衰减而导致的选线错误问题。当发生单相接地故障时,分别对零序电流信号进行低频采样和高频采样,计算高频采样零序电流信号的首波头极性和最大值以及低频采样零序电流信号的最大值,以此为依据对低频采样的零序电流信号做增强处理,然后利用小波包分析方法对增强的信号进行小波包分解,根据能量最大的原则实现故障选线。基于上述原理研制了配电网接地选线装置,给出了装置的硬件结构及软件流程。分别针对零序电流信号能量衰减严重和极性检测错误的情况进行仿真试验。结果表明,该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性。     

基于小波包分析的配电陬故障选线新方法

提出了基于小波包分析的配电网故障选线新方法用于解决低频采样零序电流信号因发生不同程度的能量衰减而导致的选线错误问题。当发生单相接地故障时．分别对零序电流信号进行低频采样和高频采样．计算高频采样零序电流信号的首波头极性和最大值以及低频采样零序电流信号的最大值．以此为依据对低频采样的零序电流信号做增强处理．然后利用小波包分析方法对增强的信号进行小波包分解，根据能量最大的原则实现故障选线。基于上述原理研制了配电网接地选线装置，给出了装置的硬件结构及软件流程。分别针对零序电流信号能量衰减严重和极性检测错误的情况进行仿真试验。结果表明．该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性．