基于同步量测的谐振接地系统高阻接地故障区段暂态定位

谐振接地系统高阻接地故障发生概率较大,检测难度高,现有暂态分析及暂态区段定位方法不适合用于高阻接地故障。利用消弧线圈与系统对地电容间并联谐振的独特作用,分析了谐振接地系统高阻接地故障暂态零序电流与暂态零序电压的变化规律。研究发现,故障点下游各检测点暂态电流与暂态电压近似正交,而故障点上游检测点暂态电流还包含了与暂态电压成正比例的故障点暂态电流。利用同步量测单元采集的故障信息,计算各检测点暂态电流在暂态电压上的投影,若相邻检测点暂态电流投影分量之差超过一预设门槛,则该区段为故障区段,否则最末检测点下游区段为故障区段。所述方法完善了小电流接地故障暂态分析与暂态区段定位技术,数字仿真验证了该方法的可行性。     

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。     

小电流接地故障零序电压分布特征与测距

配电线路小电流接地故障测距技术存在准确度与经济性难以兼顾的问题。首先,通过建立小电流接地系统分布参数等值电路,分析了小电流接地故障后故障线路的零序电压分布特征。然后,考虑配电线路的复杂情况,提出了多种故障线路零序电压分布函数获取方法。最后,根据故障点上、下游区段的零序电压分布函数,计算出故障点的位置。所提方法原理简单,因为利用了已有配电网自动化系统相关设备,经济性好。仿真结果表明,所提方法在正确选出故障所在区段的情况下测距精度较高。     

特高压直流输电线路接地极线路高阻故障测距方法研究

直流接地极线路不同于直流输电线路,其在正常运行下,电压电流的值均很小,且极址点是通过阻值很小的过渡电阻接地,因此接地极线路精确定位是故障测距的难点。理论分析和仿真表明,当接地极线路发生接地故障,且接地点电阻大于或等于极址电阻时,流入故障点的电流很小,利用沿线电压分布推导得到的故障点电压不再是电压在线路上分布的最小值,而极址点电压是沿线电压分布的最小值。因此根据故障点电压相等来构造测距函数的测距原理存在不足之处。利用极址点电压相等构造测距函数,提出一种基于故障录波数据的耐受高阻接地的直流接地极线路故障测距新方法。大量仿真表明,该算法可以实现接地极线路的精确定位,对采样率要求不高,便于工程实际运用。     

可适应线路结构动态变化的有源消弧算法

小电流接地故障发生后,为使有源消弧法在配电网线路可能发生切换的情况下仍具有良好的消弧性能,提出了能适应线路结构动态变化的有源消弧算法。故障发生后,注入电流并测量母线零序电压,计算接地电阻。在接地电阻较大时,忽略线路压降,控制故障相电压为0,即采用电压消弧法;在接地电阻较小时,利用配电网自动化装置计算故障后配电网零序导纳,控制故障点电流为0,即采用电流消弧法。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

配电系统接地故障检测的一种新算法

针对小电流接地系统中单相接地选线的方法,提出了一种新的适用于中性点不接地或非直接接地配电网系统的接地故障检测算法。该方法是基于故障时由暂态电压零模量和暂态电流零模量计算而得到的暂态阻抗,其中暂态电压零模量和暂态电流零模量是在暂态主周期计算而得。然后根据暂态阻抗计算出的接地电容来实现接地故障的检测。利用Matlab/Simulink进行了仿真,并模拟了三种不同故障条件下的仿真过程,结果验证了该方法的可行性。最后阐述了测量误差减小的方法以及判定故障的整定值的确定。     

配电系统接地故障检测的一种新算法

针对小电流接地系统中单相接地选线的方法,提出了一种新的适用于中性点不接地或非直接接地配电网系统的接地故障检测算法.该方法是基于故障时由暂态电压零模量和暂态电流零模量计算而得到的暂态阻抗,其中暂态电压零模量和暂态电流零模量是在暂态主周期计算而得.然后根据暂态阻抗计算出的接地电容来实现接地故障的检测.利用Matlab/Simulink进行了仿真,并模拟了三种不同故障条件下的仿真过程,结果验证了该方法的可行性.最后阐述了测量误差减小的方法以及判定故障的整定值的确定.     

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.     

基于最小相位差全局搜索的高压输电线路故障测距

提出了一种针对两相接地故障的单端故障测距算法。利用保护安装处的电压、电流,估算线路上的残压和故障支路的故障电流,通过故障点残压与故障分量电流相位差最小的特征进行定位。为了精确地考虑分布电容的影响,采用贝瑞隆模型计算全线的电压分布。通过相模变换,建立了基于模空间的输电线路方程,设定故障点后,通过相模反变换还原出预设故障点的相电压残压。为了克服超越方程求解的困难,提出采用全局一维搜索的方法,对全线路的电压、电流分布进行估算,找出其中相位差最小的电压与电流,其对应的距离即为故障距离。大量的EMTDC仿真试验表明,不同过渡电阻、不同故障点和不同故障合闸角的情况下,该算法均能够准确测量故障距离,最大测距误差均在0.5%以内。     

基于暂态零模电流的配电网故障定位新算法研究

分析了配电网暂态零模电流的分布情况,引入了相关性理论,根据故障线路的暂态零模电流有效值最大且与非故障线路的内积小于0,故障点两侧的暂态零模电流极性相反,波形差异大,相关系数小于阀值且接近0的特征,提出了基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法,给出了故障定位步骤.MATLAB仿真结果表明,所提出的基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法正确,具有不受电压初相角、接地电阻、中性点接地方式制约等优点.     

含分布式光伏的中压直流配电网接地故障暂态特性分析

针对分布式光伏接入直流配电网后故障电流分布呈现新特征的问题,以含分布式光伏的中压直流配电网为研究对象,分析直流母线发生单极接地故障时的故障暂态特征和影响机理。单极接地故障响应过程可以分为直流侧电容放电、光伏电源多回路供电、光伏电源续流以及电感续流4个阶段,并根据4个阶段的暂态特性推导得到了各故障阶段中各个变换器直流侧电容电压以及故障电流的时域表达式。通过分析故障电流的典型特征可以发现单极接地的故障电阻大小对故障电流的幅值和到达峰值的时间影响较大。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建含分布式光伏的±10 kV双端供电型直流配电网仿真模型,验证了含分布式光伏的中压直流配电网单极接地故障暂态特性理论分析的正确性。     

基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法

现有的架空配电线路在线故障定位方法存在只能确定故障区段的不足,离线故障定位方法则存在故障定位灵敏度低与精度差的问题.针对上述问题,建立高压脉冲冲击线路响应模型,通过分析故障线路电流分布特征与波形差异,提出了一种基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法.该方法使用高压脉冲信号发生器向故障线路注入直流脉冲信号,以相关系数作为波形相似程度的判别依据,通过分析不同测量点电流波形与基准电流波形的相似性差异,实现了故障定位的自动计算,解决了故障尤其是经高阻接地故障定位灵敏度低的问题.分析了不同磁场测量方式与基准信号参考点的选取对故障定位精度的影响,完善了故障离线定位体系,提高了定位精度.仿真以及实际试验表明,该方法可有效实现故障点的精确定位.     

配电网故障区间定位的改进矩阵算法

分析目前配电网故障定位算法中存在的不足,结合配电网的结构特点,提出网络关系矩阵概念和用于故障定位的改进矩阵算法。该算法与之前的矩阵算法及其他改进矩阵算法相比,具有原理简单,无须复杂的运算且运算量小,实时性好的特点。不仅适用于单电源供电的简单配电网故障定位,也适用于多电源供电的复杂配电网故障定位。不仅可以快速准确地定位单点故障,也可以快速准确地定位多点故障。甚至各台柱上FTU上传主站的信号发生畸变时,仍能快速准确地定位故障,具有非常好的容错性能。实例分析和案例仿真表明该算法的可行性与准确性。     

基于LCL故障电流控制器的故障快速检测

相较于交流配电网,直流配电网存在故障电流限流、阻断和电能质量治理等多种问题。为减少直流系统中设备的数量,文中提出了一种基于LCL型多功能故障电流控制器拓扑结构,使其同时具备故障限流、故障阻断和电压调节功能。首先针对该拓扑结构,研究其在限流、阻断和电压调节等不同工作目标下的运行工作原理,分析LCL结构的滤波和限流复用过程,提出故障电流的快速检测方法。然后,通过对限流器件不同位置电压变化率和电流变化率的阈值匹配,实现双极故障、单极故障和高阻故障等多类型故障的快速判断。最后,搭建系统仿真模型,验证了该故障电流控制器拓扑同时具备调压、限流和阻断等功能,且能够快速检测故障电流。     

配电网单相接地故障柔性自适应消弧新方法

针对已有消弧柜和柔性电压消弧技术未考虑故障线路阻抗压降问题,提出基于故障点处电压抑制的配电网单相接地故障柔性电压消弧新方法.通过2次注入补偿电流计算中性点至故障点压降,再调控零序电压至该压降,将故障点处电压抑制为0.为防止2次注入任意电流导致接地故障电流增大的问题,提出将柔性电流消弧法作为柔性电压消弧新方法投入前的过渡...     

基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线不对称故障定位

针对风电场集电线上复杂电源密集接入使得现有定位方法应用困难的问题,提出一种基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线故障定位方案。首先,深入分析风机故障电流特性,从负序分量出发实现风机建模,同时计及风电场结构特点对其负序网络实施等效。然后,引入故障模拟策略,通过负序电压差值表征模拟故障与实际故障的差异以识别故障区域第一节点,进一步探究从实际故障场景到特定模拟故障场景的负序电压变化趋势,并定义负序电压比消除故障点电流影响,由此提出负序电压比差值判据以实现故障区域第二节点识别。最后,针对故障区域利用双端负序量推导测距公式确定故障位置。PSCAD/EMTDC验证表明,所提方案能够以较少测点计及含线路分支集电线的适用性准确定位集电线各类不对称故障,且定位效果不受故障位置、过渡电阻、风机、风速分布及相量不同步等因素影响。     

城市配电网柔性互联系统故障重构研究

柔性电力电子开关(Soft Normally Open Point,SNOP)用于替代传统配电网中的联络开关,文中对SNOP单侧交流系统故障后进行恢复重构研究。SNOP在配电网故障后可提供电压支撑作用,在配电网故障恢复重构研究时,除了要考虑系统运行约束条件外,还需考虑SNOP的运行特性。文中首先建立了SNOP的潮流稳态模型;通过牛拉法潮流计算去掉不符合系统运行约束条件的开关组合;然后以二进制粒子群算法(Binary Particle Swarm Optimization,BPSO)为基础,建立以重要失电负荷最少、网损最小、开关操作数最少为目标函数,设置潮流、电压、电流等约束条件,寻求故障重构的最优开关组合。最后以两个IEEE33节点算例互联为例用matlab仿真,验证所建立模型和算法的可行性。     

配电线路单相断线故障保护方法

为了减小单相断线故障对供电质量造成的不良影响,针对配电线路单相断线故障,提出了一套系统的保护方法。利用电路原理和中性点电压偏移理论,对简单断线故障和伴随接地的复杂故障情况下线路首末两端电压和流经线路的电流特征进行了分析,总结了各电气量的变化规律,提出了一组由电流判据和电压判据组成的单相断线故障判断和保护方法。研究了基于电压判据的断线故障类型及故障区段的判断方法,进一步分析了不对称运行、互感器断线等异常情况对所提判据的影响和相应的改进方案。利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了算例仿真,结果验证了理论分析结果的正确性和断线故障保护方法的有效性。     

基于零序特征量的配电网接地故障区段定位方法

针对现有配电网故障区段定位方法存在对不同接地故障的适应性不强、灵敏度低等问题,分析了谐振接地配电网在发生经不同过渡电阻接地故障时,故障点上、下游的零序电流和零序电压暂态分量的特征,得出了故障点上、下游零序电流在1个工频周期内的积分与零序电压差值的比值(零序特征量)存在较大差别的结论。基于这一结论提出一种能够适用于谐振接地配电网接地故障区段定位的方法。仿真结果表明所提故障区段定位方法在高阻接地故障、低阻接地故障和非线性弧光接地故障下都具有较好的可行性。