小电流接地电网单相接地故障的暂态特性

针对小电流接地系统单相接地故障接地选线困难的问题,通过理论分析、仿真研究和大量6kV模拟实验验证,深入研究了该型故障的特征,着重研究了电弧接地故障时暂态零序测量电流的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系。结果表明:①电弧接地时,零序电压和各馈线零序电流中都有高频衰减的暂态分量。暂态分量的频率主要与变压器漏抗、电网对地电容和相间电容有关,频率约在0.3～3kHz之间。暂态分量的特征基本不受中性点接地方式的影响。②故障线路与非故障线路的暂态零序电流在频率、衰减速度等特性上相同。非故障线路暂态零序电流的大小与本线路对地电容的大小成正比,而故障线路暂态零序电流等于所有非故障线路暂态零序电流之和,但方向相反。③单相接地故障发生在相电压最大值附近时暂态零序电流最大,发生在相电压过零点附近时最小;暂态零序电流的衰减速度随电弧电阻的增大而加快。这些暂态特性可为研究基于单相接地故障暂态分析的接地选线方法提供理论依据。     

小电流接地系统接地型早期故障扰动特征分析

早期故障用于描述系统中不会导致继电保护动作的瞬时性自恢复故障扰动.基于对早期故障扰动的检测识别可实现对配网的故障预测和预警,对于提升供电可靠性有重要意义.受中性点接地方式影响,小电流接地系统中早期故障将有不同表现形式.针对小电流接地系统特点及其运行要求,分别从等效电路及仿真建模两方面,对该类系统中接地型早期故障的表现形...     

小电流接地系统的接地故障处置方法

小电流接地系统发生单相接地引发电力系统设备损坏、人畜触电情况已屡见不鲜。从安全角度考虑,已经 对电力系统内老旧变电站配网进行了技改,当配网发生单相接地时,零序保护动作跳闸切除接地故障.由于需要改造变电站存量大,在一段时间内,配网接地后发信号与跳闸两种情况会同时存在。文章主要针对小电流接地系统发生单相接地后仅发信号的情况进行分析、总结,制定相应处理方法供运行人员参考。     

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。     

基于暂态零序电流的小电流接地故障选线仿真

建立了伴有电弧过程的小电流接地系统的仿真模型,利用电磁暂态程序EMTP全面仿真了不同故障情况对故障稳态和暂态电压、电流幅值特征和相位特征产生的影响.借助于Matlab程序设计得到了相应的零序电压及零序电流的幅值、相位及波形.通过对仿真数据及波形的进一步分析,得到了基于暂态零序电流的故障检测方法灵敏度高于基于稳态零序电流的检测方法,它不仅适用于中性点不接地系统,而且也适用于中性点经消弧线圈接地系统及间歇性电孤接地故障的结论.     

小电流接地系统单相电弧接地选线的小波方法

小电流系统单相接地故障的选线问题,迄今没有得到很好的解决。考虑电弧接地对暂态信号的影响,采用一维多分辨小波变换提取故障信号的暂态高频分量,利用阀值、比幅的方法选择参与比较的小波系数,进行幅值比较,判断故障线路。算例仿真结果表明该方法是正确、有效的。     

基于暂态零序电流的小电流接地故障选线仿真

建立了伴有电弧过程的小电流接地系统的仿真模型,利用电磁暂态程序EMTP全面仿真了不同故障情况对故障稳态和暂态电压、电流幅值特征和相位特征产生的影响。借助于Matlab程序设计得到了相应的零序电压及零序电流的幅值、相位及波形。通过对仿真数据及波形的进一步分析,得到了基于暂态零序电流的故障检测方法灵敏度高于基于稳态零序电流的检测方法,它不仅适用于中性点不接地系统,而且也适用于中性点经消弧线圈接地系统及间歇性电弧接地故障的结论。     

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。     

配电网间歇性重燃电弧模型的建立与断续弧光接地故障特征分析研究

电弧间歇性重燃是配电网单相接地故障最显著的特征。现有的电弧模型甚少考虑电弧间歇性重燃特性,导致无法精确描述断续弧光接地特征,进而影响继电保护动作。为此,论文提出一种间歇性重燃电弧模型的建立方法,并在此基础上对断续弧光接地故障特征进行了分析。弧道阻抗的随机变化是电弧间歇性重燃的重要标志,故论文重点围绕弧道阻抗变化的随机性和重燃时间间隔的随机性开展间歇性重燃电弧模型的研究。黑盒电弧模型中,Cassie-Mayr联合模型能完整的描述电弧电流从大电流到小电流的变化过程,但存在从大电流变化为小电流的判据模糊,转换过程突变的问题。为此,论文通过引入连续过渡函数解决上述问题。同时,为描述弧道电阻的变化特性,利用Fermi函数对联合模型中Mayr模型和Cassie模型进行权重分配。以改进的Cassie-Mayr单次燃弧模型为基础,根据工频熄弧理论,通过设置燃弧时间长短表征间歇性重燃的随机性,从而建立了间歇性重燃电弧模型。利用该模型,对典型10kV配电网单辐射型网架结构的接地故障进行模拟仿真,采用快速傅里叶变换(fastFouriertransform,FFT)和小波包分析提取了不同条件下故障电压、电流...     

利用电流-电压导数线性度关系的小电流接地系统接地故障选线

更好地利用故障暂态与稳态信息,可以减少小电流接地故障选线算法复杂程度,提高适应性.分析了不接地与经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时,不同出线暂态与稳态电气量的线性度关系,发现:健全线路的零序电流与母线零序电压导数之间始终呈正比例且比例系数为正;故障线路的零序电流与母线零序电压导数呈非线性关系或者比例系数为负的正比例关...     

基于数字仿真结果的小电流接地故障模拟测试系统

针对日益增长的小电流接地故障检测与保护装置的测试需求,研制了基于数字仿真结果的小电流接地故障模拟测试系统。搭建了能够模拟主要单相接地故障场景的典型配电系统;给出了仿真步长的选择方法;利用霍哈赖纳(Hochrainer)模型仿真电弧,对燃弧与熄弧条件进行了改进;在线路上并联一个高阻值电阻,解决ATP-EMTP中Π等效模型无法设置对地电导,使得熄弧后直流电荷无法释放的问题。通过仿真波形和实际故障波形的对比,验证了测试系统的可用性。     

中性点经消弧线圈接地系统中柔性环网控制装置接地故障分析

中性点经消弧线圈接地系统采用无连接变压器接线方式的柔性环网控制装置与交流系统共用接地支路,装置的接地故障特性不同于常规有连接变压器的换流装置,需要对其接地故障特性进行分析,为装置故障诊断、保护的设计提供依据。分析了基于模块化多电平换流器的柔性环网控制装置交流侧单相接地故障时的故障机理,阐述了故障后装置故障侧和非故障侧换流器的电气量特征,分析了柔性环网控制装置直流单极接地故障特性,推导了故障后换流器在不同工作模式下故障电流的解析方程,指出在消弧线圈接地支路增加阻尼电阻可以加快故障电流衰减。通过建立的基于模块化多电平换流器的柔性环网控制装置PSCAD/EMTDC仿真模型,验证了本文故障特性分析的正确性和有效性。     

非有效接地电网单相电弧接地故障的建模及仿真

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。文中比较了现有的几种电弧模型的优缺点,在基于弧隙能量平衡理论的动态电弧模型的基础上建立了接地电弧模型,在PSCAD平台上构建了10 kV配电网模型及接地电弧模型。通过与实际实验波形的比较,表明接地电弧模型能有效地反映接地电弧的性质。然后将此模型用于仿真2种不同的间歇性电弧接地故障,其过电压倍数符合实际情况,从而间接证明了接地电弧模型的正确性。     

谐振接地电网故障暂态能量自适应选线新方法

谐振接地系统发生单相接地故障时,由于故障电流小及接地点电弧不稳定等原因,其零序故障电流准确获取和定值整定困难,使其故障线路的检出仍是难题。提出一种基于暂态能量的故障选线自适应方法,利用所有健全线路暂态能量与故障线路暂态能量之差为最小值的原理,构成故障选线算法。新方法不仅能消除故障电流小和接地点电弧不稳定的影响,还能在短线故障时,克服健全长线电容电流的影响,有很强的抗干扰能力,无需整定也不涉及极性和方向的判断,具有自适应性,可大大改善保护对故障线路检出性能。大量的数字仿真结果表明了该方法的有效性。     

相轨迹用于小电流接地系统单相接地故障检测与选线

在分析现有各种小电流接地系统单相接地故障选线方法的基础上,对小电流接地系统单相接地故障的系统零序电压和线路零序电流的相轨迹特性进行了深入分析,提出了使用相轨迹方法来选线的原理。该方法计算简单方便,结果直观易懂,选线结果不受CT极性影响。该原理适用于中性点不接地系统和非有效接地系统,并在该系统发生间歇性接地故障时仍可保证正确选线,比其它方法容易实现。通过MATLAB环境不同条件下各种接地故障的仿真研究,验证了上述方法的正确性。     

谐振接地配电网电弧接地故障暂态分析方法与辨识

谐振接地中压配电网常发生电弧接地故障,传统的故障暂态分析方法多将电弧电阻简化为线性过渡电阻后代入故障暂态等值电路求解,电弧非线性特征难以体现.针对该问题,适当简化电弧黑盒模型,提出一种适用于谐振接地配电网电弧接地故障的暂态分析方法,定量计算不同过渡电阻下电弧接地故障暂态电流的解析表达式,并根据电弧电压的奇频次谐波衰减特...     

谐振接地系统两点同相接地故障暂态特征及选线

针对配电网两点同相接地故障选线准确率低的问题,依据零序电流和零序电压的暂态特性,提出一种适用于谐振接地系统两点同相接地故障的选线新方法。首先,建立并简化两点接地故障等效零序网络,推导各线路零序电流暂态量和母线零序电压暂态量的关系式,分析得到两点同相故障的暂态特征。其次,通过函数拟合得到各线路的零序对地分布电容和故障过渡电阻,利用故障线路过渡电阻远小于健全线路的特征,并结合线路始端零序电流暂态量与纯容性电流暂态量的差值大小,形成选线判据。最后,分别对不同工况下的两点同相接地故障进行了仿真,结果表明所提方法可准确同时选出2条故障线路,且适用于高阻故障。     

基于暂态零模电流近似熵的小电流接地故障定位新方法

提出一种通过计算暂态零模电流近似熵确定小电流接地故障区段的新方法.该方法以故障点两侧暂态零模电流波形差异较大为基础,分别求取沿线各检测点暂态零模电流的近似熵.健全区段两端暂态零模电流近似熵基本相同,其近似熵之比接近1;故障区段两端暂态零模电流近似熵差异大,其近似熵之比(数值小的与数值大的之比)最小,利用此特征可以确定故障区段.该方法数据传输量小,各检测点不需要精确时间同步.最后通过仿真和现场试验验证了该方法的正确性.     

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。