矿井供电系统单相接地故障零模特征仿真研究

针对现有基于单相接地故障特征量的选线方法实际保护效果不理想的问题,以某煤矿实际供电系统为研究对象,采用RTDS/RSCAD实时数字仿真系统搭建了矿井供电系统仿真模型,分析了中性点不接地和经消弧线圈接地2种运行方式下线路零模电流、零模电压的故障特征规律,以及不同故障位置、故障初相角、接地电阻对矿井供电系统单相接地故障下线路零模电流时域特征的影响。研究结果表明:(1)中性点运行方式对非故障线路零模电流和母线零模电压的影响可忽略不计,对故障线路零模电流的影响较大;2种运行方式下故障线路与非故障线路零模电流首半波极性相反。(2)故障位置距离母线越远,线路暂态零模电流冲击值越小;线路稳态零模电流受故障位置影响较小。(3)故障初相角越大,线路暂态零模电流冲击值越大,冲击值增长速度越小,故障线路暂态零模电流达到稳态的时间越短;故障初相角不影响线路稳态零模电流幅值,只影响其初相角。(4)接地电阻越大,线路暂态零模电流冲击值及其衰减速度、稳态零模电流幅值越小。     

基于小波包的矿井供电系统单相接地故障选线方法

针对现有矿井供电系统单相接地故障选线方法存在准确度低、可靠性差的问题,提出了一种基于小波包的矿井供电系统单相接地故障选线方法。该方法首先对各条线路的暂态零模电流进行小波包分解,去除包含稳态工频量的最低频段,求取各频段小波包能量总和并排序;然后按照能量最大的原则确定特征频带,对各线路特征频带小波包分解系数模最大值极性进行比较,极性相反的线路确定为故障线路。根据故障线路、非故障线路暂态零模电流特征量的差异,构成单相接地故障选线的双重判据,解决了单一判据故障选线失败后无法进行正确选线的难题。仿真试验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

基于广域行波初始波头时差关系矩阵的配电网故障选线及测距

配电网发生故障时,故障馈线支路准确辨识及准确测距是实现恢复供电的基础。针对常见的单端辐射状配电网故障时行波在电网中传递特点,异地同步监测各个出线末端的电压行波信号,优化小波分析函数准确获取行波波头抵达时刻,在此基础上提出了一种基于广域行波初始波头时差关系矩阵的配电网故障选线方法。该方法首先建立各个馈线支路间初始波头到达时差(time difference of arrival,TDOA)矩阵,然后根据故障时各支路波头实际TDOA矩阵,计算各线路矩阵谱范数大小,通过谱范数值差别找出故障馈线,并利用初始波头时刻数据实现故障测距。实验分析结果表明,在考虑同步测量时间误差的情况下能准确判断故障馈线并实现故障测距。