基于广义S变换的有源配电网故障定位方法

有源配电网中,DG中性点接地方式的不同选择将对原有故障电气量造成不同影响.从小电流接地系统与DG中性点接地方式安全配合的角度分析可知,DG采用中性点不接地方式最佳,并由此得出了其暂态零序电流不受DG接入影响的结论.在此基础上,针对故障信息利用不充分且单一判据存在定位盲区的问题,提出一种基于广义S变换多维判据的故障定位方法,对暂态零序电流信号进行广义S变换处理,不仅利用其幅值矩阵故障信息提取了主谐振频率和暂态能量特征量,还提出利用常被忽略的相角矩阵构造了统计极性特征量,构建了完备的多维故障区段判据.通过依次比较两检测点任一故障特征量,差异较大则判定为故障区段.理论分析与仿真验证表明该方法能够有效、准确地定位故障区段,且具有较强的适用性.     

基于暂态零序分量的小电流接地故障定位方法

提出一种利用暂态零序电流信号的小电流接地故障定位新方法。通过分析中性点非有效接地系统发生单相接地故障时的暂态特征,发现故障线路故障点同侧(上游或下游)两相邻检测点暂态零序电流信号波形基本相同、幅值相差不大,故障点两侧暂态零序电流相差较大。定义故障参量为暂态持续时间内瞬时零序电流的绝对值和,根据故障区段两端故障参量的变化量最大特征确定故障区段,最后,利用仿真验证了方法的正确性。     

基于频谱序列峭度分析的小电流接地故障区段定位研究

针对基于暂态重心频率的配电网故障区段定位方法在故障点下游存在重心频率选取困难的不足,提出对故障监测点零序电流分量的傅里叶频谱分析序列进一步采用峭度分析。对于故障点上游区段,零序电流暂态重心频率分量幅值远高于次谐振频率分量幅值,其频谱分析图近似单一冲击形状,从而峭度计算值较大。对于故障点下游区段,零序电流分散分布在各个谐振频率分量上,其频谱分析图成多冲击形状,从而峭度计算值较小。因此,利用相邻两监测点峭度计算值的最大差值即能判定故障区段。大量ATP/EMTP仿真证明所提方法在故障点下游暂态重心频率不明显时仍能有效判出故障区段,可以作为暂态重心频率判据的补充。     

基于幅值特征和Hausdorff距离的配电网故障定位方法

为了消除单相接地故障下配电网区段定位受系统中性点接地方式、不同过渡电阻以及线性相关法定位盲区等因素对定位准确性的影响,提出一种幅值特征下基于Hausdorff距离算法的故障区段定位方法。首先,分析了零序电流暂态分量故障特征,明确健全区段、故障区段两端零序电流暂态分量幅值特征的关系。其次,引入Hausdorff距离算法,测算馈线区段两端零序电流暂态分量幅值特征匹配度,进一步通过与设定阈值的比较,可以有效区分出故障区段。仿真验证结果表明,所提方法无定位盲区,在不同系统接地方式、不同接地过渡电阻下均能够准确定位故障区段。     

基于FCM聚类的小电流接地系统故障区段定位

提出了一种基于FCM聚类的小电流接地系统的配电网故障区段定位方法。小电流接地系统发生单相接地故障后一段时间内,故障点上下游同侧暂态零序电流波形具有高度相似性,而异侧的波形则不具有相似性。通过构造暂态零序电流幅值序列表征这一特性,采用FCM聚类算法划分故障点上下游区段来实现故障区段定位。该方法仅需故障线路上测量点上传幅值序列,一定程度上降低了测量点的通信压力。仿真试验表明,所提出的方法能够准确定位出故障区段。     

基于暂态零序电流变化率的小电流接地系统单相接地故障选线方法的研究

首先,对小电流接地系统的单相接地故障进行仿真,分析故障后暂态零序电流的特征,即在暂态初始阶段的暂态故障电流主要由暂态电容电流所决定,因此故障线路的暂态零序电流幅值最大。若忽略暂态电感电流,则故障线路的暂态零序电流幅值等于所有健全线路的幅值之和,且方向与非故障线路相反。因此,在求得各线路的暂态零序电流变化率后,通过比较它们的大小和极性就能准确定位出故障线路。最后,采用Matlab搭建仿真模型,对不同的电压初始相角、过渡电阻、故障位置以及中性点的不同接地方式进行仿真实验。仿真结果证明该方法能够准确、迅速地定位出故障线路,具有较强的可靠性、实用性。     

基于广义S变换能量相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法

小电流接地系统发生单相接地故障后,系统中产生特征较为丰富的电气暂态量。针对健全区段两端的暂态零序电流相似度高,而故障区段两端暂态零序电流差异较大的特点,提出一种基于暂态零序电流的广义S变换能量相对熵的故障区段定位方法。首先,以暂态零序电流作为故障特征量,根据零序电流突变量确定各检测装置上传数据的起始时刻。然后,对馈线上各装置上传的暂态零序电流进行广义S变换,得到其时频矩阵。最后,利用能量相对熵表征各区段两端信号的差异,通过计算比较,确定熵值最大的区段为故障区段。该区段定位方法适用于不同故障点位置、不同故障角、不同过渡电阻情形下的故障定位,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

含DG的小电流接地系统单相接地故障定位

对比分析含分布式电源(DG)与不含DG的小电流接地系统在发生单相接地故障时暂态零序电流的特点,得出DG的加入不影响各线路的暂态零序电流分布。因暂态零序电流中存在多个频率分量,虽然对于某一频率而言,故障线路与健全线路电流相位(方向)相反,但多个频率的叠加会使得这样的方向性变得模糊。采用小波变换的Mallat算法对各线路的暂态零序电流进行分解和重构,从而获得低频逼近部分aN和高频细节部分dN。据此,提出选线判据:对于含DG的小电流接地系统,在暂态零序电流的初始阶段,故障线路暂态零序电流的细节分量幅值是所有健全线路的幅值之和,相位与健全线路相反。最后,建立仿真模型,对含DG的中性点经消弧线圈接地系统和中性点不接地系统进行了仿真实验,实验结果证明该方法故障判别准确,选线灵敏度高,实用性强。     

基于配电自动化系统的分布式小电流接地故障定位方法

现有依赖主站的集中式小电流接地故障定位方法参与环节多,不同厂家的产品之间不易配合。从系统结构、动态拓扑识别、通信配置以及基本工作模式等方面,验证了分布式故障处理方法可实现小电流接地故障定位。现有的故障定位算法不能适用于分布式控制系统,需提出适用于分布式故障定位的新算法。给出了适用于分布式故障定位的小电流接地故障暂态等值电路,重点分析了故障区段、故障点上游与下游健全区段两侧暂态零序电流相关系数、暂态零序电流有效值系数以及暂态零序电流峰值与工频零序电流幅值之比,提出综合利用上述故障零序电流特征、满足分布式故障处理要求的故障定位算法,可提高小电流接地故障暂态定位技术的适用性,解决不同厂家产品配合的难题。仿真和现场数据验证了所提方法的有效性。     

基于近似熵的中性点不接地系统故障区段定位*

提出一种基于暂态零序电流近似熵算法的故障区段定位方法.首先提取沿线各检测点暂态零序电流波形前1/4周期数据;然后通过计算其近似熵值及相邻检测点近似熵值比值,为判断故障区段设定阈值;最后通过MAT-LAB/Simulink建立10 kV中性点不接地配电网模型进行仿真分析,验证了该方法的有效性,且不受故障初相角、接地电阻的影响.     

基于改进暂态相关分析和支持向量机的电弧故障选线研究

提出了一种综合电弧模型。并针对电弧接地情况复杂的特点,提出了一种暂态零序电流和两相电流差特征和支持向量机(SVM)相结合的配电网单相电弧故障时的选线方法。研究暂态零序电流和故障相与非故障相两相电流差的关系,将其用小波分析方法变换到特征频带(625~1 250 Hz)内进行相关分析。将得到的各馈线的相关系数作为特征输入量,结合支持向量机(SVM)分类算法,建立了针对配电网单相接地电弧故障的选线流程。在EMTP中仿真,并经Matlab中进行数据处理后。结果表明,该方法对于不同中性点接地方式、不同距离、不同故障时刻发生的电弧故障,均能正确地选出故障线路。     

基于多孔算法的小电流接地系统故障选线算法

在比较分析传统故障选线方法的基础上,分析了故障零序暂态电流的分布规律,提出了一种利用多孔算法分频特性与单支重构提取有效频带的故障零序暂态电流信息的方法,构造出了能反映该算法选线有效性的故障测度函数,从而实现故障选线.理论分析和大量ATP仿真试验表明所提出的算法是有效、可靠的,适用于中性点接地方式不同的小电流接地系统.     

基于零序电流波形相似度的接地故障定位方法

为了准确定位小电流接地系统中单相接地故障点,在中心站故障定位系统架构下,基于暂态录波故障指示器,将故障定位转化为比较零序电流相似度的问题。在对线路拓扑结构采用六位数编码进行描述的基础上,设计了基于离散均方根距离的故障定位算法。通过仿真模拟实际运行中可能出现的各种接地故障,并进行定位试验。测试结果表明,将对比零序电流波形相似度应用到配电自动化在线监测领域中进行接地故障定位是可行的。     

平行线路跨线故障选相元件的动作分析

同走廊架设平行线路广泛应用于输电系统中。与单回线故障相比,跨线故障的故障特征发生变化,因而传统选相元件存在错选故障相的风险。考虑平行线路之间的零序互感作用,提出分别利用戴维南等效和构造存在耦合的复合序网络计算跨线非接地故障和接地故障时故障点处的序电流,进而分析选相元件的动作情况。以两端无电气连接的同杆并架双回线为例,通过对不同跨线故障类型情况下序电流关系式的分析,得出了零序负序电流选相元件的选相情况在跨线非接地故障时仅与故障类型有关,在跨线接地故障时不仅与故障类型有关,而且与回线间互感作用的强弱及零序、正序等值阻抗的比值有关;相电流差突变量选相元件通常情况下能够正确选相的结论。PSCAD仿真结果验证了跨线故障分析方法及选相元件分析结果的正确性。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

风电场35 kV电缆网络中性点接地方式研究

为研究风电场35 k V电缆网络中性点接地方式的适用性和可行性,针对电缆网络较大的对地电容电流水平,利用Matlab/Simulink软件建模仿真。给出了以贵州龙里风电场为工程背景、不同中性点接地方式下的运行特性,并提出了一种改进的、适合风电场35 k V电缆网络的中性点复合运行方式。复合方式以消弧线圈为基础,当接地电容电流水平小于100 A而发生单相接地故障时,先并中值电阻抑制系统暂态过电压,若为瞬时性故障,消弧线圈补偿后故障自动消除,若为非瞬时性故障则利用短时并入小电阻启动零序电流保护。而当接地电容电流水平大于100 A,发生单相非瞬时性接地故障时,直接利用小电阻的短时投入,启动零序电流保护装置快速切除故障。仿真结果表明,复合方式适应性强,且相关设备可按照相关绝缘水平进行选取,具有较高的可操作性。     

分布式智能的小电流接地故障定位方法

为了减少通信压力和提高供电可靠性,提出一种分布式智能的小电流接地故障定位方法。该方法以故障点两侧的暂态零序电流相似程度低和波形差异大为基础;利用配电自动化系统终端采集故障信息,通过对等通信网络使相邻馈线终端之间交换彼此的故障信息,并两两计算它们之间的暂态零序电流相似系数;由馈线终端确定故障区段,且把故障定位的最终结果上报给主站。该方法由馈线终端单独完成,不需要主站参与,适应性广,定位速度快,通信压力小,可显著提高供电可靠性。通过ATP仿真验证了分布式智能小电流接地故障定位方法的可行性。并给出了ATP仿真实验,实验分析结果表明了该故障定位方法的可行性和有效性。     

基于VMD和相关性聚类的谐振接地系统单相接地故障选线

通过分析谐振接地系统的故障暂态零序电流组成及特性,提出了一种基于暂态非工频分量相关性聚类的故障选线方法。首先,将变分模态分解和快速傅里叶变换相结合,准确分离暂态零序电流中的工频分量和噪声信号,得到暂态非工频分量。然后,采用局部加权回归算法对各出线的非工频分量进行平滑处理,获得线路非工频分量的整体趋势,计算各出线的相关系数矩阵。最后,通过免阈值设定的K-means聚类算法实现故障选线。仿真结果表明,所提出的选线方法能够准确选取故障线路,选线结果不受故障电阻、故障初相角等因素的影响,且具有较好的抗噪能力。