基于分布式智能的小电流接地故障定位技术研究

配电网小电流接地系统单相接地故障时,故障点两侧的暂态电流信号相似程度低,同侧的相似程度高,以此为基础提出一种分布式智能的小电流接地故障定位方法。该方法利用相邻的馈线终端(Feeder Terminal Unit,FTU),通过对等通信交换彼此采集的故障信息,并计算暂态电流信号的相似系数来实现故障的定位。由于它不依赖主站,故障区段定位速度快,通信压力小,可显著提高供电可靠性。通过静模试验验证了分布式智能故障定位的可行性。     

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。     

基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法

动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)距离可度量2个时间序列的相似性,且具有良好的耐同步误差特性和容错特性。配电网发生单相接地故障时,流过线路健全区段两侧的暂态零序电流几乎为同一电流,采样数据差异小,DTW距离也较小;而流过故障区段两侧的暂态零序电流存在明显差异,DTW距离较大;据此,提出一种基于暂态零序电流数据DTW距离的配电网小电流接地故障区段定位方法。当各馈线终端(feeder terminal unit,FTU)启动算法检测到接地故障发生后,将检测到的故障前后共1个工频周期的暂态零序电流采样数据上传主站,主站基于给定的故障区段搜索策略,通过计算相关暂态零序电流的DTW距离确定故障所在区段。该方法区段搜索效率高,故障定位速度快,各FTU启动时间同步误差及上传数据误码对定位准确性影响小。仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。     

基于S变换的配电网故障选线和区段定位

提出S变换的暂态能量法结合零序无功方向的故障选线及区段定位方法。将各馈线终端单元采集到的故障零序电流信息上传至主站,主站对全网故障信息进行信号分析,运用S变换获取表征故障信号的主导特征频率,比较此频率下各馈线的暂态能量及馈线之间的零序无功方向实现故障选线。根据故障线路上故障点前后波形差异,采用上述方法实现区段定位。仿真结果分析表明,选线和区段定位方法准确、可靠,且不受故障合闸角、噪声干扰等因素影响。     

基于暂态分量遗传算法的小电流接地故障定位方法

对于小电流接地系统单相接地故障定位问题,目前用于主站的定位方法较简单,不适用于结构复杂的配电网,且容错率较差。提出了一种基于暂态分量遗传算法的小电流接地故障定位方法,故障发生后,终端利用实时测量的暂态零序电流和零序电压的相位关系进行编码,主站收到编码后启动遗传算法搜寻故障区段并输出定位结果。该方法同样适用不接地系统和谐振接地系统,并且定位判据的获得比较简单,各终端之间不需要GPS对时,另外还具有一定的容错性。通过现场实际验证,证明了该定位方法的可行性。     

基于暂态电流信号的配电网小电流接地故障自动定位系统研究

正从稳态特征和暂态特征两个方面分析了小电流接地故障的信号特征及其工频零序电流分布特征。设计了一种采用暂态零序电流相似性定位法的故障自动定位系统,该系统主要由定位主站、小电流接地故障选线系统、FTU以及通信系统组成,利用基于暂态零序电流波形相似性的方法实现故障定位。基于暂态电流信号的定位方法不需要外加接地电阻或信号注入设备,不仅不受消弧线圈影响、检测可靠,且易于实现、投资小,可方便应用于DA系统。现场运行和试验证明了本系统算法的有效性和系统装置的可靠性。     

利用暂态频率比较的配电网单相接地定位方法

为解决中性点非有效接地配电网单相接地故障定位难的问题,提出了一种比较暂态零模电流频率的单相接地故障定位方法,并借助馈线自动化平台实现。在线路分段开关处安装馈线终端检测零模电流,计算零模电流的暂态分量频率并上报定位主站。主站对各检测点零模电流频率进行分析,根据故障点前后暂态零模电流频率差异较大的特征,确定故障点所在区段。通过数字仿真验证了该方法的正确性和可行性。     

基于线电压和零模电流的小电流接地故障暂态定位方法

为解决配电网小电流接地故障时故障点定位困难的问题,提出一种基于线电压和零模电流暂态分量的故障定位新方法。该方法借助馈线自动化(feeder automation,FA)系统实现,不需要额外增加设备。馈线终端检测线电压和零模电流信号,利用暂态线电压的希尔伯特变换与暂态零模电流的乘积计算故障方向参数,FA主站根据故障点前后方向参数极性相反的特征确定故障点所在的线路区段。介绍基于线电压的小电流接地故障检测和接地故障相确定的算法。数字仿真与试验结果表明该方法是正确可行的。     

应用小波熵的小电流接地系统故障区段定位方法

提出了一种利用暂态零序电流小波包能谱相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法。该方法根据小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点两侧暂态电流在不同频段下能量值及能量分布存在较大差异的特点,通过馈线上安装的FTU等检测设备,计算并上传特定数据窗内的暂态零序电流小波包节点能量,主站结合网络拓扑计算相邻两检测点改进能谱相对熵,以确定故障区段。提出了小波包能谱熵的改进方法,能够进一步提高故障辨识的灵敏度;提出了利用模极大值选取分析数据窗的方法,能够避免对时误差的影响。通过数字仿真验证了该方法的可行性。     

基于极限学习机的多信息融合区段定位方法

对于小电流接地系统单相接地故障定位问题,现有方法单一,实际运行时准确性低,难以满足现场需要。提出一种基于极限学习机的多信息融合区段定位方法。故障发生后,终端对实时测得的零序暂态电流运用暂态能量法、小波法、首半波法提取特征向量上传给主站,输入到经训练后得到权重参数的极限学习机网络中,主站启动多信息融合定位算法并输出区段定位结果。该方法受接地位置、接地时刻、接地过渡电阻等因素的影响较小,对不同的单相接地情况适用性强,具有较高的区段定位鲁棒性。通过现场实际验证,证明了该定位方法的可行性。     

基于配电自动化主站的单相接地故障定位系统设计与应用

为满足大量配电终端、故障指示器接入配电自动化主站,提出基于单相接地故障录波暂态量故障特征提取方法和融合故障录波故障特征量和故障事件信息的单相接地故障区段定位策略。设计基于配电自动化主站的单相接地故障在线定位系统。为满足工程应用,给出现场设备混装、通信延时、启动条件缺失条件下的解决方案以及融合单相接地、短路接地故障信息的统一处理策略。工程现场应用结果表明,基于配电自动化主站的单相接地故障定位系统能满足各种接线方式下、复杂环境的应用需要。     

智能电网行波故障测距系统应用方案

输电线路故障测距系统是由测距终端装置和测距主站构成的,文中介绍了应用于智能电网的故障测距系统与传统测距系统的区别与改进。与现有系统相比,智能变电站内的测距终端装置在信号接入方面采用了分布式采样方式并提供了与电子式互感器的接口,在站内通信方面则解决了装置IEC 61850标准通信问题。同时,研究了在测距主站中利用区域电网信息提高测距系统整体可靠性的途径,并且利用暂态量信息进一步开发了故障分析系统,使其具备了初步的电网故障诊断能力。     

基于GPRS技术的配电线路故障自动定位系统

为解决小电流接地系统线路故障,尤其是单相接地故障的自动定位问题,提出一种实现配电线路短路故障和单相接地故障快速自动定位的新方法。该方法通过检测过流现象判断相间短路故障,通过在中性点投入中电阻增加接地故障电流有功分量的方法实现单相接地故障的检测。故障检测信息通过通用分组无线业务(GPRS)无线通信网络上报至自动定位系统主站,主站自动定位分析软件根据各节点上报的故障检测信息,可以定位出故障所在区段。     

基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法

馈线终端单元在主动配电网发生故障时实现对配电网的主动控制,需要简单有效的控制算法。因此,提出了基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法。该方法采用馈线终端单元实时检测故障电流,将电流突变时刻作为故障起始点,记录故障后半个周波数据,并计算其极性。通过比较相邻检测点故障电流的极性,实现故障定位。仿真和现场验证结果表明,该方法在主动配电网发生相间短路故障和单相接地故障时均能实现准确的故障定位。     

基于设备信息交互的小电流接地故障定位

为解决小电流接地系统故障定位问题,提出一种利用IEC61850规约进行设备信息交互、比对故障特征波形的配电网故障定位方法。相对传统基于上下游低频波形的差异判别,通过对小电流接地故障暂态特征分析,提取了配电系统特征频带。利用该频带提出基于EMD的改进算法,获得了有效滤除高频干扰的线路特征零模电流,对比线路各区段特征零模电流波形相似度与幅值差度最终确定故障位置。针对上述方法,结合IEC61850规约,所提出的故障定位实现仅需要设备间信息交互,减少主站通信压力,定位效率显著提高。基于Matlab/Simulink的配网小电流接地故障仿真验证了所提定位方法可应对多分布式电源接入、多点故障的复杂情况。设计的配电装置动模仿真也进一步说明了本方法具有更高的准确性、更强的实用性。     

分层备用保护型馈线自动化技术研究

将后备分层保护技术特点引入智能分布式馈线自动化系统,提出一种新型的分层备用保护型馈线自动化算法。根据配电网络拓扑结构及供电方向定义每回线配电终端的区域属性和层级属性,同时采用组播传输方式实现智能分布式FA通信,最终实现故障快速隔离与非故障区域恢复。经过RTDS仿真验证及现场验证表明,该方法可快速完成故障处理,当终端通信故障或下级开关动作失效时,上级开关自动动作,在减少故障处理时间的同时,提高了分布式馈线自动化系统的可靠性。     

含DG配电网分层分区协同故障定位隔离技术

高密度分布式电源并网使配电网故障状况复杂,故障定位困难。针对含高密度分布式电源馈线自动化故障定位与隔离技术,构建了基于分布式智能馈线自动化系统的故障定位方案。分析了含DG配电网区域性故障判别方式,引入区域电流代数和变化作为故障区域定位的基本判据,提出了依据电流相角突变的保护判据。以19节点网络仿真模型对上述方案进行验证,此方案可快速实现故障定位与故障隔离,对高密度分布式电源的接入具有良好的适应性。     

基于电压-时间型馈线自动化的小电流接地故障定位方法

在大力开展配电自动化系统建设的背景下,提出一种基于电压-时间型馈线自动化且适用于小电流接地系统的接地故障定位方法.当接地故障发生时,通过小电流接地选线装置对接地线路做出判断,依据故障发生概率从大至小逐条触发变电站出线断路器跳闸,经过设置时间后重合,线路上的馈线自动化开关逐级得电合闸,当合于接地故障点时,在设定时间内开关...