配电网分布式故障录波系统的设计及其应用

故障录波器是实现电力系统故障分析的基础,而现有录波装置大多应用于主网输电线路,对配电网线路录波具体实施应用鲜有涉及。鉴于此,以配电网线路故障信息为目标,构建一套分布式故障录波系统很有必要。该系统针对配网10 kV线路录波的接入难问题,将采集单元下放至各配电线路间隔,构建基于光B码对时的高精度同步系统,通过相应软件完成实时监测、谐波分析、数据远传、数据存储等功能。该系统已在试点变电站投入运行,运行结果表明该系统易于扩展,安装方便,可实现对配网线路故障信息的有效监测。     

分布式故障录波系统

同步技术、数据存储技术、各录波采集单元协调启动技术、通信技术等是分布式故障录波系统的关键技术。文中提出了一种可以适应于分布式故障录波系统的同步方法：先利用GPS的秒脉冲信号同步各个录波采集单元的采样脉冲,再采用软件自同步算法完成采样值序列的同步。阐述了录波采集单元的启动方法和这种启动方法对采集数据窗的影响。通过分析可以看出,录波数据采用分布式存储可以缓解集中式故障录波系统存储容量和转发时间紧张的问题;录波主站与录波采集单元之间的通信方式应采用基于TCP/IP的网络通信。给出了IP编址的分布式故障录波系统结构和样机的动模试验结论。     

分布式故障录波系统软件结构设计

作为分析事故以及研究电网运行状况的关键性数据,故障录波信息数据的共享和对外发布显得尤为重要。建立电网故障信息分析系统,对快速分析处理电网故障,保证电网的安全运行都具有重要意义。介绍了肇庆供电局建设的分布式故障录波系统的软件基本结构和设计思想,该系统按分布式设计,考虑到通信规约的多样性,通信部分按模块化的思想设计,具有一定的先进性。     

分布式故障录波系统软件结构

介绍了肇庆供电局建设的分布式故障录波系统的软件基本结构和设计思想,该系统按分布式设计,考虑到通信规约的多样性,通信部分按模块化的思想设计,具有一定的先进性。     

分布式故障录波系统软件结构

作为分析事故及研究电网运行状况的关键性数据,故障录波信息数据的共享和对外发布显得尤为重要。建立电网故障信息分析系统,对快速分析处理电网故障,保证电网的安全运行都具有重要意义。本文介绍了肇庆供电局建设的分布式故障录波系统的软件基本结构和设计思想,该系统按分布式设计,考虑到通信规约的多样性,通信部分按模块化的思想设计,具有一定的先进性。     

分布式故障录波系统软件结构设计

作为分析事故以及研究电网运行状况的关键性数据,故障录波信息数据的共享和对外发布显得尤为重要.建立电网故障信息分析系统,对快速分析处理电网故障,保证电网的安全运行都具有重要意义.介绍了肇庆供电局建设的分布式故障录波系统的软件基本结构和设计思想,该系统按分布式设计,考虑到通信规约的多样性,通信部分按模块化的思想设计,具有一定的先进性.     

配电网微型PMU与故障录波装置研究与开发

针对低电压等级配电网设计开发了一种配电网微型相量测量单元(PMU)与故障录波装置。该装置具有同步相量测量、综合数据采集、设备授时以及故障录波等多个功能。装置充分考虑了硬件成本和安装难度,在满足数据准确度的前提下显著降低成本。装置采用虚拟过零相量测量算法实时测量电压相量;在故障录波中,提出了电气量偏移率与波形曲率相结合的启动判据。给出了相应的硬件设计方案。测试结果表明,该装置测得的数据准确,故障识别速度快,能满足配电网络分析的基本要求。     

考虑分布式电源的配电网单相接地故障恢复技术

小电流接地系统发生单相接地故障后,可以带故障继续运行一段时间,故障恢复过程可以实现避免部分负荷短时停电,有别于短路故障情况下的网络重构。文中提出了考虑分布式电源的故障恢复策略,优先考虑利用分布式电源为非故障区段负荷供电;考虑利用与故障线路处于同一段母线的其他分支线路供电;考虑利用其他电源线路供电。结果表明,利用二进制粒子群算法进行优化计算,在保证不停电故障恢复负荷最大的同时,减少开关的动作次数。     

含分布式电源的配电网单相接地故障精确定位方法

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入配电网,改变了配电网的结构和单相接地故障时的特征,给配电网的故障定位带来了困难。针对含DG的中压配电网故障定位困难且现有的故障定位方法准确度低的问题,提出一种新的故障定位方法。首先采集配电网故障前后电源节点处的零序电压、零序电流,根据含DG的配电网零序阻抗模型,计算出故障区段特征值,选择特征值最小的两节点作为故障发生区段的首末节点,建立两节点的线路零序阻抗模型,利用牛顿-拉夫逊方法计算出故障位置。算例表明,该方法具有较高的准确度和较强的鲁棒性,且不受过渡电阻和故障距离影响。     

分布式故障录波系统软件结构分析

作为分析事故以及研究电网运行状况的关键性数据,故障录波信息数据的共享和对外发布显得尤为重要。建立电网故障信息分析系统,对快速分析处理电网故障,保证电网的安全运行都具有重要意义。介绍了肇庆供电局建设的分布式故障录波系统的软件基本结构和设计思想。该系统按分布式设计,考虑到通信规约的多样性,通信部分按模块化的思想设计,具有一定的先进性。     

10kV系统零序故障录波装置的研制

小电流接地系统在我国35 k V及以下电压等级的电网系统中应用广泛,而单相接地故障在小电流接地系统中故障率很高,且近年来随着电网容量的加大,接地电流也在增大,同时因单相接地故障造成的损失也更严重,且故障线路难以查找。为了有效解决中性点不直接接地系统单相接地故障选线难的问题,研制了TK3000系列10 k V系统零序故障录波与诊断系统,采用了能真实反映暂态直流及高次谐波的隔离放大器件,加上200 k Hz的同步采集频率,可以无失真地记录零序故障发生过程的暂态波形,确保暂态直流分量及高次谐波信号完全不失真,可以极大地提高各种暂态分量法识别接地分支的准确性。     

配电网单相接地故障的柔性熄弧装置

现有柔性熄弧方法仅利用有源逆变器控制故障点电压为零,熄弧电源容量高达50 kVA,且体积较大。针对这一问题,在电压熄弧的基础上,提出了功率源转换与有源逆变器结合的柔性熄弧方法。在配电网发生单相接地故障时,通过功率源转换将中性点电压反相钳位到接近于故障相电源电压,偏差电压的幅值和相位通过有源逆变器进行精确补偿,使故障点电压远小于熄弧电压,实现快速熄弧。在利用Matlab/Simulink对传统消弧线圈的仿真基础上,仿真了仅投功率源转换、功率源转换结合有源逆变器的柔性熄弧方法在各工况下的运行特性。通过10 kV真型配网实验场,验证了该方法的有效性。结果表明该柔性熄弧装置可以有效降低故障点电压,实现快速熄弧,大大降低有源逆变器的容量。     

应用虚拟仪器实现配电网单相接地故障选线装置

非有效接地电网发生单相接地故障时,准确检出故障线路对快速排除故障、提高供电可靠性具有重要意义。本文采用基于证据理论的综合选线方法并应用虚拟仪器技’术实现了一种单相接地故障选线装置。该选线装置硬件采用工控机实现,软件采用LabVIEW编程开发。叙述了综合选线方法的基本原理,详细介绍了装置的实现方法。实践表明采用虚拟仪器技术容易实现复杂的算法和功能、兼容性强。     

暂态录波型故障指示器的单相接地故障研判应用

实际工程应用中,常采用暂态录波型故障指示器与配电自动化主站相配合的方法对配电网单相接地故障进行定位。本文针对现场暂态录波型故障指示器应用效果,对故障指示器安装过程中可能出现的反向、错相问题,提出了基于稳态特征的波形预处理方法,对故障指示器运行过程中可能出现的三相录波不同步问题,提出了总体最小二乘-基于旋转不变技术的信号参数估计(total least square-estimation of signal parameters via rotation invariance techniques,TLS-ESPRIT)波形同步校正方法,修正故障指示器录波波形,提升波形可用性。针对故障指示器采样频率较低、瞬时暂态波形特征误差较大等问题,提出了基于相关系数法的故障定位算法,提升主站单相接地故障定位准确性。最后,通过现场实际案例验证了文中所提方法能有效校正故障指示器录波波形、准确定位接地故障,提升配网接地故障处理能力。     

配电网单相接地分布式补偿特性

为解决配电网系统电容电流急剧增加给消弧线圈增容改造带来的困难,详细介绍了一体式补偿装置原理,并分析提出了配电网分布式补偿方式.基于PSCAD/EMTDC仿真环境,搭建了典型配电网模型,从一体式补偿装置的安装位置、补偿容量等方面研究了配电网单相接地电流的分布式补偿特性,并通过了变电站试验验证.当发生单相接地故障时,一体式...     

基于51XA-C3处理器的电力系统分布式故障录波装置

介绍了一种基于51XA—C3处理器的电力系统故障录波装置的设计及功能。为了提高录波性能,硬件上采用了CPLD、MAX125器件,使装置的最高采样速率及装置的集成度、抗干扰能力得到了提高;CAN总线通讯网络和模块化结构的应用,提高了通讯速率,保证了通讯的可靠性。     

考虑配电网分布式零序电流关系的单相接地故障定位

配电网单相接地时故障特征弱,难以用传统的行波测距或阻抗法进行精确定位。基于配电线路的分布参数模型,充分考虑单相接地故障稳定后的分布式量测信号关系,分析零序电流、线路参数与故障位置的内在联系。依据故障点前、后的故障电流信息构造故障定位函数,并利用多测点、多时刻的量测数据,构造故障定位矩阵。将求解故障定位矩阵转化成求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解,使用混沌粒子群算法在故障区段内搜索故障点,实现故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中搭建典型10 kV城市配电网模型并模拟单相接地故障,测距结果表明了方法的有效性和可靠性。     

基于分布式行波检测的配电网单相接地故障定位方法

为解决复杂树型配电网长期存在的单相接地故障精确定位难题,分析了故障行波模量的传输特性,提出了一种基于两种行波原理组合的故障定位新方法。该方法首先建立多端定位算法查找故障主干线路,缩小故障定位范围;然后提出基于行波模量时差的双端定位算法,利用行波线模分量与零模分量的行波传输时差准确计算故障距离;最后,综合利用多端与双端定位结果确定故障精确位置。经仿真验证,该方法仅需在部分配电线路末端安装行波定位装置即可实现配电网全网线路的精确故障定位,有效节省了装置投资成本,具有数据处理量少、算法实现简单等优点。     

110kV电网单相接地故障录波图对比分析

以110kV电网发生的两次实际故障为例,分析说明了两种不同录波图产生的原因,并总结出通过看录波图波形分析判断故障点的实用方法。     

配电网单相接地故障智能处置关键技术及成套装置

正针对我国配电网普遍采用的中性点非有效接地方式下单相接地故障熄弧和选线难题,国网陕西电科院依托国家电网公司"先进配电自动化与配电网运行优化控制实验室",组织技术团队开展配电网单相接地故障智能处置关键技术研究及成套装置开发,提出利用分相接地开关接地转移熄弧与短时投入中性点中电阻配合实现永久性故障区段隔离相结合的单相接地故障智能处置方案,并有效解决了所涉及的选相容错纠错、暂态过程抑制、高阻接地选线等关键技术难题,研发出配电网单相接地故障智能处置成套装置,项目研究成果整体达到国际领先水平。