小电流接地故障暂态选线与定位技术

我国中压配电网中性点多采用不接地或经消弧线圈接地方式,单相接地(小电流接地)时故障选线和定位困难,长期以来现场实用效果均不理想。接地故障瞬间存在明显的暂态过程,暂态信号包含了丰富的故障位置信息。介绍了利用暂态信号的小电流接地故障选线技术,以及基于配电网自动化(DA)系统的暂态故障分段定位技术。暂态检测技术可靠性高、适应性好、无安全隐患,已在现场获得成功应用。     

含同母线环路的配电网单相接地故障特征及选线

现有小电流接地故障选线方法均以辐射状线路为基础,特定情况时将出现同母线环路供电情况,接地故障特征将发生变化,已有选线方法需要重新审视。文中建立了含环路配电网单相接地故障复合网络,推导了环路两端出口稳态与暂态零序电流的分布特征,分析了已有选线方法的适应性。结果表明,环路接地时,随线路参数和故障位置不同,环路两端出口电气量并非始终表现为故障线路特征,已有稳态量和暂态量选线方法将可能出现误选与漏选。可通过增加备选线路条数并利用环路中一条出口线路切除前后其余各线路零序导纳的变化辨识故障线路或将环路两端出口零序电流之和参与选线比较的方法解决该问题。仿真与现场数据验证了故障特征的正确性及所提选线措施的有效性。     

基于DTU与FPI的小电流接地故障定位及信息建模

为解决配电网小电流接地故障的选线及定位问题,本文对EMD算法的自适应滤波性质进行了分析,针对小电流接地故障电流经EMD分解出的IMF在不同故障角下展现的不同特征,在低频量较大时采用IMF低频层故障点突变方向,与较小时采用电容暂态能量大小作为判据进行故障选线,在此之上基于DTU与FPI之间的相互配合对各相邻FPI进行波形对比最终得出故障位置,并遵循IEC61850规约拓展了故障选线定位功能相关逻辑节点,为解决主站对DTU,FPI功能实现以及监控提供了参考。基于matlab/simulink的配网小电流接地故障仿真验证了该选线定位方法的有效性。     

暂态行波在小电流接地故障选线中的应用

为了解决小电流接地系统的故障选线问题,本文分析了常规的各种小电流接地故障选线方法存在的问题。然后,分析了小电流接地故障产生的初始电流行波以及由多次行波折反射形成的暂态电流信号的故障特征,并介绍了分别利用故障初始行波和暂态信号的选线原理。最后,分析了暂态行波选线方法的技术特点和应用前景。     

小电流接地电网单相接地故障的小波选线方法

中性点非有效接地配电网发生单相接地故障时 ,尽快选出故障线路对电网运行有重要意义 ,但选线问题迄今尚未能很好解决。在分析了小电流接地电网发生单相接地时暂态特征的基础上 ,提出应用小波变换提取故障暂态信息 ,实现故障选线的方法。由于利用暂态量 ,该方法适应性、灵敏性均优于现有的基于稳态量方法。     

小电流接地电网单相接地故障的小波选线方法

中性点非有效接地配电网发生单相接地故障时,尽快选出故障线路对电网运行有重要意义,但选线问题迄今尚未能很好解决。在分析了小电流接地电网发生单相接地时暂态特征的基础上,提出应用小波变换提取故障暂态信息,实现故障选线的方法。由于利用暂态量,该方法适应性、灵敏性均优于现有的基于稳态量方法。     

典型小电流接地故障实例及暂态选线分析

目前对小电流接地故障特征的理论分析已较完善,但缺乏对现场典型小电流接地故障实例的认识及利用典型实例对选线技术的验证。本文介绍了暂态选线方法及原理,并根据现场选线装置实际记录的典型故障实例波形,分析并总结了典型接地故障的发生原因、故障特征及对暂态选线结果的影响。通过对现场典型小电流接地故障实例的分析与总结,有利于提高对现场典型接地故障特征的认识,验证暂态选线装置的可靠性。     

改进暂态特征突变量的小电流接地系统选线仿真研究

应用小波包良好的频域分频特性,对配电网发生单相接地故障后的线路暂态零序电压和零序电流进行分解,得到其在不同频段的特征量,并利用暂态量突变特征最明显的频带作为特征频带,故障线路与非故障线路小波包分解系数的差别采用计数累加的算法实现故障选线.同时,为了避免弱故障时暂态分量过小引起的误选,结合零序电流有功分量法对弱故障进行判断,进一步提高了选线的正确性.通过仿真结果证明了提出的判据抗干扰能力强,即使在电压过零短路、高阻接地时仍可保持较高的可靠性.     

跨线相继接地故障暂态特征与暂态选线方法适用性

目前,针对小电流接地系统单相接地故障特征的理论分析已经成熟,但对两点相继接地故障暂态特征的研究较少,其与普通单相接地故障的暂态电气量差异以及已有暂态选线方法的适用性尚不明确。针对小电流接地系统跨线同名相和异名相两点相继接地故障暂态特征问题,建立了后发低阻接地故障暂态等值电路,对故障线路暂态特征进行理论分析并与其单独接地时暂态电气量进行了比较,得到了故障线路暂态特征随不同故障条件(过渡电阻、线路电感、系统对地电容、后发故障相)的变化规律,证明了部分暂态选线方法不再适用于后发接地故障并提出了基于连续检测的选线方法。最后,通过数字仿真和现场数据验证了文中分析结果的正确性。     

小电流接地系统单相接地故障选线方法

我国中、低压配电网主要采用中性点非直接接地(小电流接地)运行方式,当发生单相接地故障时故障信号不易检测。归纳总结了基于特殊信号、故障稳态信号、故障暂态信号等接地选线技术,指出了其存在的问题。     

暂态行波在小电流接地故障选线中的应用

为了解决小电流接地系统的故障选线问题,分析了常规的各种小电流接地故障选线方法,讨论了小电流接地系统故障产生的初始电流行波以及由多次行波折射、反射形成的暂态电流信号的故障特征,以及分别利用故障初始行波和暂态信号的选线原理。最后,分析了暂态行波选线方法的技术特点和应用前景。     

基于暂态量和小波包的配电网故障选线方法

分析了配电网单相接地时的故障特征,对现有基于稳态量与暂态量的故障选线方法进行分析比较,指出故障暂态电流幅值比稳态对地电容电流大得多,而且几乎不受消弧线圈影响,因此,利用暂态电流进行选线可以克服稳态选线方法灵敏度低、易受消弧线圈影响的缺点。为了精确提取故障时的暂态信号用于选线,发挥小波包能进行时频联合分析的优势,对发生接地故障时各线路的暂态零序电流进行小波包分解,提取出各频带信号分量的小波包系数。其中,电流采样值直接用于形成故障选线的第1判据,多个高频分量的小波包系数则形成综合判据以提高选线准确性。该方法能适应小电流接地系统中的不同故障模式,选线准确性高。仿真验证了该方法的有效性。     

小电流接地故障选线技术综述

章介绍了小电流接地方式的发展简况，在分析小电流接地故障稳态与暂态信号变化特征的基础上对各种接地选线技术进行了评述。章还介绍了一种最近开发出的利用暂态信号的接地选线技术的应用情况，这种新技术灵敏度高、可靠性好，特别适用于谐振接地电网。关于小电流接地电网发生高阻单相接地故障时接地选线的可靠性问题还需要进一步研究解决。     

基于暂态信号相频特性的小电流接地选线研究

通过对10 kV小电流接地系统电缆-架空线混合传输线路模型零序网络故障暂态特性的频域分析,论证了在特征频段(SFB) 内,小电流接地系统中健全线路与故障线路的零序电流极性及幅值关系,提出了配电网单相故障检测方法.仿真结果表明运用暂态故障特征量进行接地选线判别,能够准确可靠地对架空线、电缆及混合传输线路的小电流接地故障进行选线,该方法灵敏度高、对传输线路模型及故障状态的适应面广.     

基于暂态信号相频特性的小电流接地选线研究

通过对10 kV小电流接地系统电缆—架空线混合传输线路模型零序网络故障暂态特性的频域分析,论证了在特征频段(SFB) 内,小电流接地系统中健全线路与故障线路的零序电流极性及幅值关系,提出了配电网单相故障检测方法。仿真结果表明运用暂态故障特征量进行接地选线判别,能够准确可靠地对架空线、电缆及混合传输线路的小电流接地故障进行选线,该方法灵敏度高、对传输线路模型及故障状态的适应面广。     

基于有效频带内暂态电流差值的配电网故障选线

配电网发生故障时,单相接地故障发生的概率占70％以上,而故障选线法易受弧光接地、运行方式等因素的影响.在研究故障后暂态电流分量特征的基础上,对有效特征频带的选取进行分析,并根据有效特征频带内的暂态电流差值进行故障选线,提高了配电网故障选线精度.     

小波变换在小电流接地电弧故障选线中的应用

根据故障电弧引起的奇异特征,用小波奇异性检测原理大量仿真计算了故障零序电流,结果表明,小波选线算法在电弧故障时能正确选出故障线路,其原理可靠、准确且适合不同接地方式的配电网。     

基于RNN-LSTM神经网络的小电流接地故障选线方法

针对配电网中小电流接地系统故障选线难的问题，提出一种基于RNN-LSTM神经网络的小电流接地故障多判据融合的选线方法。将各线路零序电流的基波特征分量、五次谐波特征分量、小波能量特征分量作为输入量，将故障线路作为输出量，建立小电流接地故障选线RNN-LSTM选线模型。最后用MATLAB/Simulink进行仿真验证，验证了算法的准确性和可行性。     

基于多故障判据融合的小电流接地系统单相接地故障选线研究

目前配电网系统中性点接地方式主要以小电流接地为主,但在单相接地故障的选线中依然存在选线准确率和可靠性的问题,特别是当线路中存在不平衡电流或线路中含多次谐波干扰时,单一故障判据往往无法满足所有线路情况,会出现选线误判。为此首先分析了小电流接地系统单相接地的特征,提出了针对不同特征的单相故障选线判据,再利用多故障判据融合并结合多线路故障差异性赋予不同权重,最终通过仿真验证了这种方式相较于单一选线判据,准确率和可靠性均有一定程度提高。     

基于DSP的小电流接地系统故障仿真测试系统设计

当前我国配电网一般采用小电流接地方式,其中性点阻抗较大,在发生接地故障时允许配电网带故障运行一段时间。但为避免长时间带故障运行损坏设备及危害周围人员的人身安全,通常需要快速故障选线。近年来配电网的故障选线已经成为研究热点,而对于配电网选线方法的原理进行测试和验证也是十分重要的研究内容。为验证选线原理的正确性和有效性,设计了基于DSP的小电流接地系统故障选线测试系统,结合首半波法对故障模拟仿真计算模块进行测试,实验结果验证了选线原理的实用性和测试系统的可行性,为配电网故障选线技术的应用提供一定参考。