扩展Prony谐波分析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.文章提出了利用扩展Pronv算法,提取各线路零序电流中衰减的直流分量或低频振荡分量,根据故障线路和非故障线路零序电流在这两个分量上的差异,来确定故障线路的方法.应用PSCAD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,具有很高的灵敏度和可靠性.     

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。     

基于接地变压器绕组分档调压干预的配电网主动降压消弧与保护新方法

针对配电网消弧柜技术无法灵活调控系统零序电压,以及有源电压消弧技术电力电子与控制电路复杂、硬件实现困难的问题,提出基于接地变压器绕组分档调压干预的配电网主动降压消弧方法。通过将分档调压接地变档位抽头进行接地,对故障相电压进行分级调控,主动将故障电压抑制到电弧重燃电压以下,实现接地故障可靠消弧。进一步提出基于零序电流增量的接地故障主动辨识及选线方法,通过调控接地档位,逐级放大故障残流,实现永久性接地故障馈线的灵敏辨识。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建典型非有效接地10kV配电网单相接地故障模型,对所提方法进行验证,仿真结果表明该方法能够可靠消除瞬时性弧光接地故障,动态感知及抑制永久性接地故障电流,并实现接地故障馈线的准确判别。     

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．     

基于面积差法的小电阻接地配电网系统单相故障选线研究

针对小电阻接地配电网系统单相故障频发,易影响系统安全稳定运行的问题,提出了一种基于零序电流面积差法的选线方式。首先通过分析零序电流的故障特征,得出在故障线路与非故障线路上零序电流变化方向相反;其次利用零序电流方向相反的特征,构造了线路两两对比的面积差法,并经归一化处理得到了故障选线矩阵;最后利用MATLAB/Simulink搭建10 kV小电阻接地配电网系统进行仿真验证,结果表明该方法能够准确选线,且具有一定的抗过渡电阻能力。     

基于免疫RBF网络改进小波分析的小电流接地故障选线

配电网发生单相接地故障,当故障时刻处在故障相的相电压过零点且大电阻接地故障时,基于小波分析选线会因故障线路与非故障线路暂态量差别不明显而发生误判。提出基于免疫RBF网络改进小波分析算法,通过免疫机制对不同故障类型故障线路与非故障线路的暂态零序电流小波模极大值进行聚类,确定RBF网络隐层中心。通过遗传算法训练RBF网络得到最优连接权值。将训练后的RBF网络用于的小电流接地故障选线,仿真结果表明,利用该算法选线具有较高的精确度。     

GA优化LVQ网络的配电网接地故障选线方法

针对配电网故障相电压过零点且高阻接地故障选线困难的问题,文中提出了应用遗传算法优化学习量量化神经网络的配电网单相接地故障选线方法。首先利用小波分析方法提取线路零序电流信号的模极大值,以此作为学习量量化神经网络的输入向量,采用局部搜索算子改进的遗传算法去优化神经网络的初始权值向量,解决了网络对初始权值的敏感性问题。加速网络的收敛过程,提高网络的聚类精度,实现对不同故障类型进行故障线路的快速、准确识别。仿真结果表明,该方法有效地减少了传统学习量量化神经网络选线的误判几率,提高了选线速度和精确度。     

基于神经网络的中性点经消弧线圈接地系统故障选线方法

中性点经消弧线圈接地系统的单相接地故障选线问题一直没有得到很好的解决,通常采用的单一故障选线方法如小波变换法、5次谐波电流法和零序电流有功分量法等只能对部分故障信息进行处理,选线可靠性不高.文章通过构造每种选线方法的相对故障测度函数和可确定故障测度函数来确定其故障测度函数,再利用神经网络对每种选线方法的实际故障测度进行智能融合,从而得到可靠性较高的故障选线结果.EMTP仿真结果表明该方法得出的选线结果具有较高的精度和较强的鲁棒性.     

平行双回线电流平衡保护的仿真研究

平行双回线路电流平衡保护具有不需要通道、不需要PT输入的优点。文章提出了适用于高压平行双回线的电流平衡保护方案,首先仿真分析了基于全量、故障分量、零序分量的电流平衡保护的优缺点,在此基础上提出了利用全量电流和零序电流构成综合启动判据、由故障分量构成选线判据的电流平衡保护方案,该方案较基于全量的电流平衡保护灵敏度高、相继动作区小,而且具有选相功能。     

配网三相不平衡调节的换相算法

针对低压配电网存在的三相不平衡问题,目前比较得到认可的解决方案是采用自动换相系统来实现。这种系统由智能换相终端和换相开关单元组成。在换相开关中,选用磁保持继电器与双向晶闸管并联的复合开关作为换相开关的执行机构,在投入和切除的瞬间由晶闸管承担过零投切,然后由磁保持继电器接通运行。双向晶闸管的触发一般采用硬件监测电网线电压过零点的方式,易受电网谐波影响,不能准确检测电网自然换相点,不能实现特定相位触发晶闸管。通过采用软件监测电网电压相位的方法,选用合理的换相算法来实现三相不平衡的调节,有效地防止了对负载和电网的冲击,提高了晶闸管触发的可靠性。实验结果的验证分析表明,所提出的算法在解决三相不平衡、提高电能质量方面具有可行性。     

基于故障相暂态信号特征的二维故障选线法

中性点非有效接地系统发生单相接地故障时,故障出线故障相与非故障出线故障相的暂态信号在能量集中频段和信号幅值上存在较大差异:前者幅值大、能量集中频段低,而后者特征恰好相反。为此提出一种基于故障相暂态信号能量和重心频率的二维故障选线方法,利用二维选线判据中包含的故障暂态信号在频域的整体分布特征进行选线,二维判据相互补充,大大增加了选线可靠性。该方法同时适用于纯架空线路和存在电缆出线的混合线路网络,在中性点不接地和谐振接地系统中都适用,并且在故障初相角为0以及高阻抗故障时都有效。对不同情况下的实际仿真证明了所提方法的正确性、有效性和适应性。     

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。     

Intelligent relaying scheme for series-compensated double circuit lines using phase angle of differential impedance

The paper presents a comprehensive intelligent relaying scheme using phase angle of differential impedance (PAODI) for series compensated double circuit transmission lines. The differential impedance (DI) is the ratio of differential voltage phasors of any phase across two ends of the transmission line to the differential current phasors of the same phase of the same transmission line. The PAODI of each phase are used as inputs to the data mining model known as decision tree (DT) to generate final relaying decision to identify the faulty phase(s) involved. The proposed scheme is extensively validated for different fault scenarios including inter-circuit and cross-country faults on the series-compensated parallel transmission developed on Real Time Digital Simulator (RTDS) platform. The test results obtained indicate that the proposed PAODI based intelligent relaying scheme is both dependable and secure in protecting series compensated double circuit transmission lines with a response time of less than 1 and 1/2 cycles.     

基于脉冲信号注入法的小电流接地选线技术

针对小电流接地系统的单相接地故障,提出基于脉冲信号注入技术的选线新方法。该方法属于可控周期性脉冲响应法,是一种主动探测算法,不需进行故障相的判别即可实现自动选线。文章还讨论了脉冲信号参数的选定和响应信号的提取过程,用Matlab/Simulink作为仿真工具建立了模型,通过对不同条件下各种接地故障情况的仿真研究,验证了该方法的可行性和正确性。     

基于配电自动化技术的小电流接地故障区段定位方法

提出了一种小电流接地的稳态选线方法,该方法全面利用了配电网发生单相接地故障后故障线路与非故障线路的零序电流与零序电压的相位关系,借助了现有的配电自动化技术,新颖之处在于计及了配电线路电阻的影响,考虑了线路在带有负荷的情况下故障线路与非故障线路零序电流电压的相位关系,并通过在馈线自动化终端FTU上嵌入DFT相位检测算法来实现零序电流电压相位差的测量,仿真验证了选线方法的有效性。