小电流接地系统单相接地故障分析

小电流接地系统主要采取非有效接地运行方式,包括中性点不接地、经高阻接地和中性点经消弧线圈接地3种方式。单相接地故障在配电网故障中所占比例最高,分析单相接地故障在中低压配电网中具有重要意义。分析了系统稳态时对地电容电流以及消弧线圈的电感电流的方向及幅值,并对谐振接地系统补偿方式进行分析。利用MATLAB搭建中性点经消弧线圈接地系统和中性点不接地系统,对故障线路的零序电流波形和补偿方式加以分析,为以后选线和测距提供参考。     

基于小电流灵活接地的单相接地处理

为了更好地利用中性点不接地和经消弧线圈接地的运行优点,更好地应对电力系统发生的单相接地故障,提出一种基于小电流灵活接地方式的单相接地故障处理及控制方法.通过开关控制消弧线圈的投切完成系统中性点不接地方式和经消弧线圈接地方式之间的转换,系统正常运行时消弧线圈为断开状态,若系统发生单相接地故障,迅速采集故障零序信号后,马上投入消弧线圈进行补偿.利用采集获得的故障零序信号,大大提高故障选线的准确性.通过对本控制流程中的故障选线和消弧线圈补偿效果等方面的分析,并用Matlab建立仿真模型进行仿真分析,大量仿真表明该方法的正确性和可行性.     

暂态高频分量能量法小电流接地故障选线

对单相接地故障选线原理的研究,多年来取得了很多成果,但是这些故障选线原理还不具备较高的可靠性和准确性。提出一种小电流接地系统故障选线的新方法,该方法用小波变换提取零序电流暂态信息,并依据故障后一定时段内零序电流暂态高频分量的能量进行故障选线。建立小电流接地系统单相接地故障仿真模型,仿真结果表明该方法对中性点不接地或中性点经消弧线圈接地系统均有效。     

中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障暂态电流分析

通过对中性点经消弧线圈接地系统单相接地时零序暂态电流的频域分析和时域分析,得出接地导线中零序暂态电流的峰值比健全线路中零序暂态电流的峰值大许多,比较峰值的大小可以识别故障线路,同时得出零序暂态电流的方向是不确定的,不宜采用零序暂态电流的方向作为选线判据.     

中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障暂态电流分析

通过对中性点经消弧线圈接地系统单相接地时零序暂态电流的频域分析和时域分析 ,得出接地导线中零序暂态电流的峰值比健全线路中零序暂态电流的峰值大许多 ,比较峰值的大小可以识别故障线路 ,同时得出零序暂态电流的方向是不确定的 ,不宜采用零序暂态电流的方向作为选线判据。     

基于变电抗的接地选线新方法

针对中性点经可控消弧线圈接地电网单相接地故障选线困难的情况,提出零序电流比幅接地选线新方法。分析了影响小电流接地选线的原因,归纳出小电流接地选线主要要能够捕获暂态信息并作出正确判断。给出了零序电流比幅接地选线法理论推导,得出了小电流接地系统在正常运行和发生单相接地故障时系统主要物理量的计算公式。利用Matlab仿真软件对所提方法的仿真结果表明,该方法运算速度快、抗干扰能力强、选线准确;特别是当单相接地故障发生在故障线路对地电压最小时所提方法也适用。     

基于零序电流比值变化的小电流接地选线方法

在小电流接地电网发生单相接地故障时,由于消弧线圈的补偿,接地残流过小,难以准确选线.分析现有小电流选线原理和方法,总结提出零序电流比值选线法.它根据消弧线圈容量变化前后,零序电流比值变化趋势不同,确定接地故障线路.对该方法进行理论分析,推导出零序电流比值关系式.并利用Matlab工具进行仿真分析,结果符合理论推导.此方法不需要延缓切除阻尼电阻,有足够快的响应速度,算法简单,实现容易,对配电网当前状态和长远发展有良好适应性.     

基于电流融合的单相接地故障选线方法研究

分析自动跟踪补偿消弧线圈接地电网的零序测量电流分布规律。自动补偿消弧线圈接地电网由于消弧线圈补偿电流的加入,使故障馈出线的零序测量电流的相位和幅值发生变化,使直接利用基波零序电流的选线方法很难真正实现。针对自动补偿电网的特点,将零序测量电流与消弧线圈补偿电流融合作为小电流接地故障选线的计算判据,提出一种新的针对补偿电网的单相接地故障选线方法。     

基于零序暂态电流方向判断的小电流接地选线方法

当非直接接地的配电网发生单相接地故障时,大部分情况下故障电流的稳态分量较小或为0,导致许多基于稳态分析的小电流接地选线装置的选线效果不理想。作者分析了6 kV模拟电网的大量实验数据,得到电弧接地故障时故障线路与非故障线路零序暂态电流的特征。在此基础上提出用各线路零序暂态电流相互点积积分平均值的正负来判断故障电流的方向,并采用一个时间段的积分平均值作为判断量,有效地提高了故障选线的准确性和可靠性。该方法计算量较小,能在单片机上实现,并具有在线纠错能力,对中性点不接地或经消弧线圈接地的电网均有效。     

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。     

移动式比相法配电网接地故障定位研究

随着用户对供电质量要求的不断提高,在线解决配电网故障定位问题成为供电部门的迫切需要。分析10 kV中性点不接地系统发生单相接地故障的现象,得出了各支路上零序电流与零序电压之间相位差特点,即故障路径上零序电流滞后零序电压90°,非故障路径上零序电流超前零序电压90°。从而提出基于相位的在线故障定位方法,该方法通过磁场检测获取电流信息,应用全球定位系统(global positioning system,GPS)实现电流/电压的同步测量,并利用GPRS网络将电压信息传送到电流检测点以实现相对相位的获取;采用相位转动法和双端比较法2种移动式的测量手段获取电流信息。理论分析及ATP仿真表明了移动式比相法的有效性。     

基于小波分析和模糊推理的小电流选线的研究

分析了小电流接地系统发生单相接地故障时的暂态故障特征,指出了传统小波选线方法的优点和需要改进的地方,提出了一种新型的基于小波分析和模糊推理的故障选线方法.该方法定义小波分解后各个尺度的隶属度函数,通过模糊推理得出融合了各个尺度的故障信息的综合结果,提高选线结果的正确性.对仿真结果的分析表明了该方法的有效性和可行性.     

基于自适应小波方法的小电流故障选线研究

分析了小电流接地系统发生单相接地故障时的暂态故障特征,指出了传统小波选线方法的优点和需要改进的地方,提出了一种新型的自适应小波选线方法.该方法定义了2个衡量反映小波分解后各个尺度信息优劣的指标:绝对幅值强度和平均幅值强度,基于这2个指标,该方法能够自适应地选择分解尺度,提高选线结果的正确性.对仿真结果的分析表明了该方法的有效性和可行性.     

基于MAS的小电流接地系统单相接地故障选线方法研究

小电流接地系统单相接地故障选线与定位问题一直是电力系统继电保护领域的热点问题。目前的基于各种选线方法的小电流接地保护装置均存在故障信息单一的缺点,导致选线正确率不高,并且功能单一,多数不具有故障定位功能。文中结合配电网自动化水平逐步提高的条件,应用MAS系统自适应和分布处理的特点,提出了一种新型的基于MAS的小电流接地系统单相接地故障选线方法;该方法能够有效地识别出故障线路,并且能进一步确定故障点所在的线路段,在一定程度上解决了小电流接地系统单相接地故障的定位问题。仿真结果表明了该方法的有效性和可行性。     

计及线路阻抗与负荷影响的不平衡配电网电压消弧方法

在单相接地故障和接地故障消弧的分析中,通常假设配电网是三相平衡的。已有的消弧方法在对地参数和负载不平衡的配电网单相接地故障时消弧效果不佳。针对上述问题,提出一种计及线路阻抗和配电网参数不平衡的电压消弧方法。分析考虑配电网参数不平衡和线路阻抗的配电网等效模型,推导出精确电压消弧指令值,通过故障前后各注入一次电流计算电压指令值,有源消弧装置调控零序电压至该指令值从而抑制故障点电压、电流为0。为了避免任意注入电流引起故障电流增大,将传统电流消弧作为电压消弧的过渡能有效补偿故障电流。通过和已有考虑线路阻抗电压消弧方法、忽略线路阻抗电压消弧方法对比,仿真结果表明,在不同的不平衡度、故障位置和接地电阻下,所提方法消弧性能最佳。     

Line fault test of model power system with three-phase superconducting fault current-limiting reactors

A novel three-phase conducting fault current limiting reactor (SCFCLR) is fabricated. The SCFCLR has three superconducting windings with the same number of turns wound on an iron core. The rating of SCFCLR is 200 V, 10 A. Two SCFCLRs are inserted in the sending and the receiving ends of the model power-transmission line. The line fault test of a model power system with two SCFCLRs is undertaken. The fundamental behavior of this reactor is confirmed. In the case of single-line-to-ground fault, the fault current is limited to a very small value by the large zero-phase sequence reactance of the SCFCLR without quench. In the case of a three-phase short circuit, the SCFCLR quenches, and the short-circuit current is limited by the normal conducting resitance of the winding. It is confirmed that the transient stability of the system during line faults is greatly improved by the insertion of SCFCLRs.     

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。     

小电阻接地系统零序电流Ⅱ段保护整定策略研究

小电阻接地系统发生接地故障时,各级零序电流保护动作切除接地故障,该故障电流包括短路电流和电容电流,在整定零序电流Ⅱ段保护定值时必须考虑电容电流对10 kV线路零序保护和主变低后备零序定值的影响.利用图示说明10 kV线路发生单相接地时电容电流和故障电流的流向,定性地计算10 kV线路发生单相接地时,线路零序保护和主变低后备零序电流保护获得的故障电流的大小,为主变低压侧零序电流Ⅱ段保护和10 kV线路零序电流Ⅱ段保护的定值配合提供参考数据.     

暂态零序电荷-电压特征与支持向量机结合的谐振接地系统故障选线研究

提出了一种暂态零序电荷-零序电压(Q-U)特征与支持向量机(SVM)相结合的配电网谐振接地系统故障选线方法。为解决配电网故障选线不可靠的问题,从配电网暂态故障特征出发,研究单相接地故障后馈线暂态零序电荷与零序电压的故障特征关系。并以各条馈线零序电荷与电压相关系数作为选线特征输入量,通过结合支持小样本分类的支持向量机分类算法,建立了一套基于暂态零序Q-U特征的配电网故障选线流程。在PSCAD/EMTDC仿真软件下建立35 kV的谐振接地系统模型,大量仿真结果表明该方法不受故障距离,故障时刻的影响,特别在高阻,电弧等工况下仍然能够实现正确故障选线。     

基于零序电压幅值差的配电网断线识别与隔离

由于配电网断线故障没有及时处理而造成的过电压、人畜伤亡、旋转电机损坏等事故时有发生。针对这一问题,首先分析了配电网发生断线后零序电压的分布特征,指出由于纵向断线造成系统的不平衡且电压不连续,断口两侧零序电压幅值差别较大。基于此特征,提出了基于零序电压幅值差的断线故障识别方法,并给出了基于配电网自动化系统的智能分布式和集中式两种故障处理模式。PSCAD仿真表明,所述方法在各种断线形态下都可以可靠定位,具有不受中性点接地方式、过渡电阻、负荷大小影响的特点,但依赖于通信。