配电网单相接地电弧建模及仿真分析研究

为选择有效的配电网接地消弧措施及选线方法,有必要进行电弧建模及仿真研究。给出Cassie、Mayr、Schwarz、控制论等四种电弧模型的数学方程,其中Mayr、Schwarz、控制论等三种电弧模型适合描述接地电流较小的电弧的故障特征。建立Schwarz和控制论电弧仿真模型,并利用电弧特性测试电路对这两种模型做仿真对比分析。控制论模型因能直接设置弧长,直观地反映配电线路故障拉弧情况,更适用于谐振接地系统单相弧光接地故障仿真研究。采用ATP-EMTP软件建立谐振接地系统模型和控制论电弧模型,分析了不同电弧长度对电弧阻抗、接地电弧稳态和暂态特性的影响。仿真结果表明,利用控制论电弧模型可较直观且准确地仿真谐振接地系统弧光接地故障。     

基于MATLAB的电弧建模仿真及故障分析

单相电弧接地故障是中压配电网中的主要故障形式,建立准确的接地电弧模型对于故障分析是十分必要的。文中在MATLAB平台上构建了基于弧隙能量平衡理论的接地电弧模型,通过与实测波形相比较,证明该电弧模型能有效地反映实际接地电弧的特性,并利用小波变换,提取电弧电压、电流的暂态信息,对故障信号的奇异点进行分析,确定故障时刻。     

输电线路单相接地故障电弧模型仿真研究

论述了电弧故障的特征、动态模型及基本概念。     

基于ATP-EMTP的电弧接地故障的建模及仿真

对配网频发的单相电弧接地故障,建立能够正确反映其特征的数学模型是十分必要的。运用弧隙能量平衡理论在ATP-EMTP上建立接地电弧模型,进一步研究了电弧模型中主要参数对电弧特性的影响规律,达到了反映电弧故障物理特性的目的;最后,将此模型应用于某10 k V配网间歇性电弧接地故障,其过电压倍数符合实际情况,验证了模型正确性。     

基于改进相关性分析法的配电网络单相接地故障选线

在含有缆线混合线路的中性点经消弧线圈接地的配电系统发生单相接地故障时,各线路零序电流的互相关性用相关性分析不易测度。根据零模电流暂态行波波头对应的奇异信号变化明显的特点,提出一种基于改进相关性分析法的配电网单相接地故障选线方法。该方法从三个方面对相关性分析进行改进。首先,采用零模电流初始行波作为故障特征信号;其次,基于多分辨奇异值分解原理确定相关性分析的数据窗;然后,为抑制信号中的零漂现象,运用pearson积距相关系数法计算相关系数。仿真算例验证了该方法的正确性和有效性。     

基于RTDS的电弧接地故障自定义建模及仿真分析

电弧接地故障建模仿真对于电气设备的研制和电力系统安全运行的分析具有重要意义。基于实时数字仿真仪(RTDS)平台对电弧接地故障进行建模仿真。对Cassie电弧的连续系统数学模型进行数值逼近,将其转换成离散系统数值递推模型;在RTDS的CBuilder开发环境中创建了可控的Cassie电弧元件模型。通过与Matlab标准模型的测试对比实验,以及电力系统的中性点不接地系统的单相电弧接地故障应用实验,验证了自建元件模型的正确性和有效性。所建电弧模型填补了RTDS仿真模型的空白,采用的建模方法具有普适性,为类似的研究提供参考借鉴。研究成果可以应用于电力系统实时电弧故障仿真以及继电保护设备的实时闭环混合仿真检测。     

基于配电自动化的单相接地故障诊断策略研究

随着我国智能电力系统建设的逐步推进，也逐步实现了配电自动化。配电网多采用小电流接地系统，单相接地故障是一种较为常见的故障类型，因此对单相接地故障进行诊断定位对于保证配电网的安全、稳定、可靠运行意义重大。本文通过对小电流接地系统的故障信息进行深入分析，提出了基于方向信息值的故障诊断方法，并对方向信息值的特征进行了深入的分析。经过实际测试，本文所提出的方法能够对单相接地故障发生的区段进行准确的定位，便于进行故障的快速处理，缩短停电时间，提高供电连续性和稳定性。     

基于小波变换的单相接地故障电弧模型及其PSCAD／EMTDC仿真研究

提出了一种新的基于小波变换的单相接地故障电弧建模方法及仿真研究。利用PSCAD／EMTDC中的逻辑判断,传递函数等模块,准确建立了一次、二次电弧动态特性的模型控制块,将其封装嵌入至输电线路模型界面中,实现了实时控制,并将DB5离散小波变换应用于检测故障电弧故障信号奇异性。经过大量的仿真实验表明,该方法可以有效提取故障电弧信号的高频分量,并能迅速检测出电弧信号的所有异常信息和准确地识别出电弧的熄灭时间。     

基于小波变换的单相接地故障电弧模型及其PSCAD/EMTDC仿真研究

提出了一种新的基于小波变换的单相接地故障电弧建模方法及仿真研究.利用PSCAD/EMTDC中的逻辑判断,传递函数等模块,准确建立了一次、二次电弧动态特性的模型控制块,将其封装嵌入至输电线路模型界面中,实现了实时控制,并将DB5离散小波变换应用于检测故障电弧故障信号奇异性.经过大量的仿真实验表明,该方法可以有效提取故障电弧信号的高频分量,并能迅速检测出电弧信号的所有异常信息和准确地识别出电弧的熄灭时间.     

配电系统单相接地故障行波特征仿真分析

小电流接地系统故障选线问题是关系到配电系统安全运行和可靠供电的一个重要问题。针对利用故障行波信号的选线方法,本文基于PSCAD/EMTDC电磁暂态分析软件,构建了三种接地模式下的配电系统行波仿真模型,对不同接地故障类型下的行波信号进行观测。通过仿真平台对配电系统单相接地的故障行波特性进行分析,从而为行波选线设备装置的选型及入网检测提供参考及相关性能要求。     

特高压交流输电线路单相接地潜供电弧仿真

输电线路发生单相接地故障引起的潜供电弧的随机性较强,为弥补模拟试验的不足,数字建模和仿真已成为研究潜供电弧的重要工具。鉴于此,提出了一种计算潜供电弧自熄特性的仿真模型,以特高压交流试验示范工程为例,计算了电弧的运动特性、电弧电流波形,得到了潜供电弧自熄时间,仿真结果与现场实测结果基本一致,表明所提出的潜供电弧仿真模型具有较大的工程实用价值。     

中压电缆网接地故障的电弧建模及仿真研究

在中压电缆网络中,很容易发生单相接地故障,其中电弧接地故障所占比例较高,且其过程复杂,难以模拟。为此提出了新型小电流方式电弧模型。研究了现有的经简化的电弧模型,并用Matlab对现有模型进行仿真分析。在此基础上,以小电流接地方式的中压电缆网络为背景条件,对电弧模型的参数进行改进,得出电弧模型的电压电流特性,用Matlab对改进后的电弧模型进行验证。与实际情况的物理量进行比较,证明所得改进电弧模型的可应用性。仿真结果证实所提出模型能更合理地贴近于真实故障情况,为下一步电缆网络故障分析的研究奠定了重要技术基础。     

建筑配电系统故障电弧的仿真与检测

选择合适的电弧模型,对建筑配电系统发生的故障电弧进行了仿真.基于小波的时一频分析特点和人工神经网络(ANN)的学习能力,提出了一种分辨故障电弧和正常负荷电流的方法.该方法通过小波变换对信号进行多分辨率分析,提取信号的特征矢量,利用人工神经网络对输入特征矢量进行故障识别.仿真实验的结果表明,该方法具有良好的故障识别件能.     

10 kV配电网单相接地故障模拟仿真建模技术研究

为实现电力系统数字仿真平台全面、快速、经济地考核配电网接地故障处置算法,提出了一种10 kV配电网单相接地故障仿真建模方法,能够实现系统电容电流设计及校验、中性点接地方式切换控制、Z形接地变压器建模及参数校核。基于该建模方法,在实时数字仿真系统（Real Time Digital Simulation System,RTDS）完成建模,并接入小电流接地选线装置进行试验验证。结果表明,所搭建的配电网仿真模型的关键参数满足设计预期,小电流接地选线装置选线正确。     

基于配电自动化系统的单相接地定位

为了更好地进行配电网单相接地定位,提出一种将单相接地定位装置的信息直接上报配电自动化主站进行单相接地定位的方法,论述了利用配电自动化系统主站已有相间短路故障定位判据实现单相接地定位的基本方法,分析和介绍了各种单相接地定位原理的两值性和分化性特征及处理方法以满足主站定位判据的要求,论述了利用来自各个位置的单相接地定位信息之间的相互关联性,以及多种定位原理上报的定位信息的冗余性并采用贝叶斯方法实现容错定位的原理。所提方法无需改变已有配电自动化系统主站,也无需传送波形信息,即能正确实现单相接地定位。结合具体工程实例给出了现场测试和实际应用情况。     

电弧热等离子体建模、仿真及应用综述

电弧现象是电气工程领域的基本问题,在该领域的研究包括电弧利用和电弧抑制2个方面,借助常规实验条件观测电弧等离子体物理状态属性较为困难,对其采用建模、计算、试验等分析手段,是优化电气结构、完善工艺过程等方面的重要依据。在综合已有电弧研究文献基础上,从建模机理及分类、数值计算方法、计算仿真软件、应用领域及测试系统等方面进行了全面的归纳与整合。首先可把电弧建模划分为外部电气特性和内部物理–化学特性两种方式,前者将电弧视为系统电路组成部分,通过数值拟合或经验值提取等方式确定模型参数后进行仿真,研究其外特性变化;后者是以流体力学、动力学、热力学、电磁学等理论为建模依据,进行电弧内部机理分析,反映了电弧流体的整体宏观属性和粒子细致微观属性的动态物理化学过程。其次,在数值计算方面,介绍了常规数值计算和数值实验的内容、区别和适用范围,对数值计算方法进行了分类汇总。从电弧模型的应用对象及应用角度,介绍了几种模型的计算过程及步骤。再次,汇总了目前常规使用的商业仿真软件,对其核心算法、特点及操作步骤进行了介绍,总结了各自适用范围和领域。最后,根据电弧的应用领域及产生电弧的背景参数,分析了所适用的建模理论依据及模型种类,并对不同应用场合下的电弧实验测试手段及平台的使用情况进行了综述。     

不同接地方式配电系统的单相接地故障仿真分析

首先介绍了配电网的3种接地方式(不接地、经电阻接地、谐振接地)的原理和特点,然后利用MAT LAB仿真平台,对某10kV配电网的这三种接地方式进行了仿真比较,针对该配电网的输电线单相接地问题给出了较为准确的数值仿真解,指出了中性点经消弧线圈接地方式是目前比较合理的接地方式。     

空气开关电弧的磁流体动力学建模及特性仿真

考虑电弧的物理参数以及电磁、热和辐射等现象,通过对商用计算流体力学软件FLUENT进行二次开发,建立了空气开关电弧等离子体的二维磁流体动力学(MHD)数学模型。然后仿真分析了电弧半径、电场强度与电流之间的关系,以及外部磁场对电弧运动过程的影响。同时完成了相关的实验研究。结果表明随着电流的增大,电弧半径将受到器壁宽度的限制;电流对电场强度的影响很小;外部磁场在加速电弧运动的同时,产生的"磁压"会导致电弧高温区不断被压缩以及局部压力的升高。     

不同接地方式配电系统的单相接地故障仿真分析

首先介绍了配电网的3种接地方式(不接地、经电阻接地、谐振接地)的原理和特点,然后利用MATLAB仿真平台,对某10 kV配电网的这三种接地方式进行了仿真比较,针对该配电网的输电线单相接地问题给出了较为准确的数值仿真解,指出了中性点经消弧线圈接地方式是目前比较合理的接地方式.     

配电系统快速仿真与建模的研究框架

对配电系统快速仿真与建模(distribution fast simulation and model,DFSM)的技术需求、基本功能、主要设计构想、以自愈为目标的当地自动化功能、仿真与建模工具集,以及DFSM的高层次需求框架等做了简要的介绍。其中,强调了DFSM:在智能配电网的分布式智能体系结构中的作用,采用超实时仿真的预测分析的必要,依托于多种通用仿真模块的快速仿真工具集,以及对网络模型不断地进行检查和更新的设计准则等特点。