基于参数识别的小电流接地故障选线定位研究

针对小电流接地故障选线定位存在的难题,建立了基于线路集中参数下的单相接地故障零序等效模型,通过分析各线路电气量特征,把其等效为电容模型,根据求解的线路对地电容值判断是否为故障线路。同时建立故障线路数学模型,利用零序电压、电流数据求解模型参数,依据所得参数计算故障点至母线的距离,从而实现接地点的精准定位。经RTDS故障仿真和MATLAB数据处理验证该方法正确可靠,选线定位精度高,且不受中性点接地方式和不稳定电弧的影响,有较强的耐过渡电阻能力,满足集故障识别、选线和定位为一体的自动化要求。     

基于极性能量相关性的配电网故障选线

利用故障线路暂态零序电流波形极性能量与非故障线路差异原理,提出基于馈线暂态零序电流极性能量相关性识别接地故障线路的新方法。小波包分解故障前后一个工频周期的馈线暂态零序电流,将最外层不同频带系数等间隔划分为若干小块,求出极性能量,得到时频谱矩阵,形成线路间故障综合相关系数选线判据,实现故障选线。MATLAB仿真结果表明:极性能量充分利用暂态零序电流局部时频特性,克服暂态零序电流微弱、小故障合闸角和电弧、高阻接地等因素影响,有效地提高了选线的准确度和可靠性。     

基于广域零序分布电压特征的小电流接地选线方法

传统小电流接地选线装置准确性易受系统不平衡电流、电流互感器一致性差异等因素影响。为此提出一种基于广域零序电压分布特征的单相接地故障选线新方法。利用电网的分布参数模型分析得到了配电网发生单相接地故障后不同线路零序电流的分布特征,并据此归纳、推导了配电网不同接地方式下的零序电压的沿线分布特征。由于故障线路与健全线路间零序电压的分布特征存在差异,文章构造了故障测度因子作为选线判据,并通过引入能够描述故障与健全线路差异度、健全线路相似度的相对故障测度矩阵和投票机制来减小故障距离、过渡电阻和脱谐度对选线结果的影响,从而提高选线结果的可靠性。利用PSCAD建立了符合配电网线路分布参数特征仿真模型,仿真计算结果表明,在不同的接地方式、故障距离、过渡电阻和较小的脱谐度情况下,该方法均能正确选出故障线路。     

基于电弧模型的小电流接地系统故障选线分析

虽然国内外对小电流接地系统的选线研究已经很多,但基于电弧故障的选线研究却较少。在MATLAB软件平台上,利用Mayr电弧模型和纯电阻模型分别仿真电弧故障,对电压、电流和电阻波形进行了详细的分析比较,得出了用Mayr电弧模型仿出的波形与理论分析更为吻合的结论。在此模型的基础上对线-缆混搭结构出线的电弧故障选线进行了探讨,并进一步证明,采用基于小波分析的零模电流比幅比相法可以精准地实现小电流接地系统故障选线。     

基于非线性模式分解的配电网高阻接地选线方法

由于故障电流微弱、故障发生时刻不确定及受线路参数和随机因素影响等原因,一直缺乏可靠的高阻接地故障选线方法。通过建立弧光高阻接地故障的等效电路,分析暂态过程中故障线路和健全线路零序电流的区别以及与母线零序电压之间的关系。然后考虑传统电弧模型难以代入等效电路进行计算的问题,提出一种适应弧光高阻接地故障解析的电弧模型及其分段线性等效方法,有效还原了高阻接地故障伴随电弧的非线性特征。经非线性模态分解（NMD）有效提取出故障零序电流。     

基于 VMD与 HT分析的小电流接地系统故障选线技术分析

配电网中小电流接地系统发生单相接地故障时,具有故障幅值小、噪声波动大等特点,导致线路电流变化特征不明显,采用传统选线技术又难以判断是线路故障还是母线故障.为了及时准确地判断线路故障,提出了一种基于 VMD与 HT分析的小电流接地系统故障选线新技术.首先利用Simulink搭建三种小电流接地模型———中性点不接地系统模型、中性点经消弧线圈接地模型及中性点经高阻接地系统模型.然后提取三种模型的零序电流进行 VMD 分解得到 K 个固有模态函数IMF,将分解得到的IMF通过 HT分解得到每个模态相应的幅值谱图.最后通过算法逼近度计算每个模态相应的幅值,得到相应的算法逼近度系数,对比系数可以正确判断故障线路与非故障线路.结果表明,在三种不同接地模型中,基于 VMD与 HT分析的小电流接地系统故障选线新技术在不同故障距离、不同接地电阻情况下能够有效识别故障与非故障线路,具有一定的实用性。     

基于波形相似度的配网小电流接地故障选线技术研究

针对配网小电流接地故障选线准确性差的问题,该文在波形相似度理论基础上,研究了配网小电流接地故障选线技术。分析配网小电流接地故障高频分量、电流工作频率的变化量和非线性电阻产生的高频分量,给出了故障线路和非故障线路的暂态直流分量方向,在此基础上,利用暂态零序列电流波形伸缩变换选线原理判断小电流接地故障线路。通过模糊K均值聚类选线方法进行接地故障电路选线,设计矩阵隶属线路的隶属度,根据计算结果给出选线结果及流程。选择一个具有6条线路的接地系统进行实验,结果表明,当小电流接地电弧线圈的单相接地故障表现为间断性电流分量故障时,利用所研究的技术进行配网小电流接地故障选线的准确性高、可靠性好。     

小电流接地选线分析与探讨

由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因,小电流接地故障检测始终难以快速准确选出故障线路。本文分析了小电流接地系统单线接地时故障零序电流稳态特征,总结出影响故障选线准确性的主要因素。在此基础上提出了基于主动特征波式的小电流接地选线方法,该方法可以多次校验选线结果,不受故障信号弱和电弧不稳定的影响,现场运行效果好。     

小电流接地系统电弧接地选线方法的研究

根据大量的实际和6 kV模拟实验的故障录波数据,分析了影响小电流接地系统单相接地故障选线可靠性的原因.分析了发生电弧接地时接地电流、故障线路、非故障线路零序电流的特点,以及采样频率对首半波原理的影响.在此基础上提出了1/6波原理的选线方法,介绍了利用上述原理的接地选线装置的硬件结构及软件流程,并经现场运行证明了选线的准确性和可靠性.     

基于参数识别的继电保护原理初探

从网络分析理论出发,通过建立网络响应和网络参数之间的数学模型,利用网络的全响应信号,采用模型参数识别的方法得到故障网络的故障参数信息构成保护原理。参数识别的保护原理不受系统运行方式变化的影响,不受过渡电阻和系统振荡的影响。初步研究表明,利用该原理可以解决单端电气量无系统误差的准确故障定位、快速方向元件、串补电容线路故障位置的可靠识别和小电流接地系统准确故障选线等工程难题,具有良好的应用前景。     

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。     

小电流接地故障暂态方向保护原理研究

分析了小电流接地系统接地故障暂态零序电压电流特征。根据线路的相频特性将频率分为不同区段，论证了在一选定的低频区段内，所有健全线路分别可用一集中电容等效；在该选定频段内，故障线路暂态零序电流或无功功率方向与非故障线路相反。据此提出了检测暂态零序容性电流或无功功率方向的暂态方向保护算法。该方法灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。实际故障数据验证了该方法的正确性。     

利用暂态电流的谐振接地电网故障选线自适应新方法

谐振接地系统(NES)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。在分析小电流接地系统单相电弧接地故障时各线路零序暂态电流特征的基础上,提出一种基于暂态电流的故障选线自适应方法。利用所有健全线路暂态电流与故障线路暂态电流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影响,而且还能在短线故障时,克服健全长线电容电流的影响,有很强的抗干扰能力,毋需整定,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,该方法有效。     

利用暂态信号的配电网小电流接地故障检测技术

小电流接地电网单相接地故障电流小,电弧不稳定,难以检测.文中分析了接地故障暂态过程特征,提出比较暂态零序电流幅值、极性的故障选线新方法.该方法检测可靠、不受消弧线圈、故障点不稳定的影响.提出了记录瞬时性接地故障对线路绝缘进行评估的新思路.实际接地故障录波结果验证了提出的检测方法.     

脉冲电流选线技术对故障电弧的影响

脉冲电流选线技术需要短时改变中性点接地方式,接地方式的改变会给故障电弧熄灭带来负面的影响。针对故障电弧自行熄灭的条件,研究了电弧熄灭后故障点电压的恢复情况,结果表明,接地方式的改变可能加快故障点电压的恢复速度,增加电弧熄灭后复燃的几率。为了避免脉冲电流选线技术对电弧熄灭的不利影响,提出了改变接地方式的合理时间范围并给出了相应的计算方法;另外,指出了添加限流电阻可以减小对电弧熄灭的不利影响。     

基于暂态零序电流比较的小电流接地选线研究

由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因，小电流接地故障检测始终没有彻底解决。分析了故障产生的暂态零序电流特征，根据相频特性将频率分为不同区段，论征了所选用的低频区段界限明确且对所有出线零序电压电流均呈客性关系。分析了其中暂态零序电流的分布规律，提出基于暂态零序电流该特定分量幅值极性比较的选线算法。该方法可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。采用该原理的装置已在现场运行，效果良好。     

采用波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术

提出了一种采用电流波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术.根据设备或线路发生串联故障电弧时线路电流波形发生畸变的特征,通过计算相邻两电流波形之间的差异值,有效提取出故障电弧电流波形的畸变量信号,诊断出线路中可能出现的故障电弧.试验结果表明,该方法算法简单可靠、易于实现,具有对故障电弧快速识别的能力,能够有效地实现对串联故障电弧的快速诊断.     

基于小波包方法的配电网故障选线与仿真研究

配电网单相接地故障选线问题一直未能很好地解决。在分析配电网发生单相接地故障暂态特征基础上,对中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障进行了仿真。介绍了一种利用小波包分解暂态零序电流的故障选线方法。该方法利用小波包对各条线路的暂态零序电流进行多层分解,按照能量最大的原则确定各线路暂态零序电流分布集中的特征频带,在征频带内进行幅值与极性综合比较选出故障线路。通过MATLAB仿真表明,该方法可以准确实现故障选线,具有较高的灵敏度,且不受过渡电阻、故障合闸角及电弧的影响。     

计及线路阻抗与负荷影响的不平衡配电网电压消弧方法

在单相接地故障和接地故障消弧的分析中,通常假设配电网是三相平衡的。已有的消弧方法在对地参数和负载不平衡的配电网单相接地故障时消弧效果不佳。针对上述问题,提出一种计及线路阻抗和配电网参数不平衡的电压消弧方法。分析考虑配电网参数不平衡和线路阻抗的配电网等效模型,推导出精确电压消弧指令值,通过故障前后各注入一次电流计算电压指令值,有源消弧装置调控零序电压至该指令值从而抑制故障点电压、电流为0。为了避免任意注入电流引起故障电流增大,将传统电流消弧作为电压消弧的过渡能有效补偿故障电流。通过和已有考虑线路阻抗电压消弧方法、忽略线路阻抗电压消弧方法对比,仿真结果表明,在不同的不平衡度、故障位置和接地电阻下,所提方法消弧性能最佳。     

连续调节消弧线圈接地系统单相接地故障谐振状态在线监测的研究

分析了消弧线圈接地系统发生单相接地故障的特征以及故障线路负序电流分量和故障点接地电流的关系，提出了一种系统单相接地后谐振状态在线辨识的新方法。该方法根据可测量的状态来判断系统是否处于谐振状态，根据故障线路电流负序分量值的相对大小作为调节消弧线圈的依据，无须在线测量系统的对地电容，不受系统运行方式变化的影响。从仿真结果可知，文中提出的方法具有较高的精度；动模试验的结果也证明了该方法的正确性。