考虑不确定因素的低压配电网零线断线故障自动检测

当前低压配电网零线断线故障自动检测模型多设定为单一结构,检测范围较小,导致自动检测均值方差偏大,为此,提出考虑不确定因素的低压配电网零线断线故障自动检测方法。该方法根据前的检测需求,识别故障区域及零线断线故障特征,采用多目标的方式,扩大检测范围,在不确定因素背景下,设计多目标配电网零线断线故障自动检测模型,采用持续自动化修正处理实现自动检测。测试结果表明:针对选定的5个测试区块,分三个阶段测定,最终得出的自动检测均值方差被较好地控制在1.3以下,说明在不确定因素的背景下,所设计的低压配电网零线断线故障自动检测方法针对性强,效率较高,具有实际应用价值。

多间隔信息融合的母线保护电流互感器断线再开放策略

对于电流互感器(CT)断线后发生金属性故障的情景,现有母线保护采取的闭锁差动保护动作方式将会引发多个变电站停电。此外,当母线区内发生高阻接地故障时,现有母线保护判据可能会将其误判为CT断线故障,不利于电力系统的安全稳定运行。针对这一问题,提出了一种母线保护CT断线再开放策略,该策略基于断线间隔与非断线间隔的零序电流变化量对负荷波动和故障进行区分,并基于非断线间隔的差流有效值和间隔失灵保护信息对区内外故障进行判别。实时数字仿真系统仿真结果验证了所提CT断线识别判据和再开放策略的正确性。

应用脉冲回波的避雷线断线检测系统研究

为高效率、低成本地检测风力发电机组桨叶避雷线断线位置,设计基于脉冲回波的避雷线断线检测系统。该系统以单端行波法为原理,由信号发生模块,传感器模块,信号采集模块、控制器模块四部分构成。信号发生模块负责产生行波脉冲信号,传感器模块负责采集回波信号,信号采集模块负责将采集到的回波信号处理转化送给控制模块,控制模块负责分析回波信号,判断故障类型和故障点位置。该文对各个模块的电路和性能参数进行设计,搭建整体的检测系统。经实验验证,该系统可以精准的实现断线判断,并获得断线位置,测量误差精确到0.5 m以内。

遥感影像道路断线修复方法研究

在遥感影像道路提取中,由于树木遮挡或建筑物阴影等原因产生的道路断线极大影响了道路的完整性和连通性,使得其结果无法为基于路网的分析和处理方法提供可靠的数据支持。针对深度语义分割网络的遥感影像道路提取结果,提出了联合道路断线端点的位置、指向、纹理和连通性等多特征进行断点间匹配,并结合三次曲线拟合对匹配道路断点进行优化连接的道路断线修复方法。实验表明,该方法在DeepGlobe Road数据集上F1-Score相比原始结果提升了1.27%、77.04%,较大提高了原始结果的精度和可靠性。且经过断线修复后的结果具有较好的完整性和连通性,体现了该方法的对于遥感影像道路断线修复的可靠性与实用性。

基于绝对节点坐标法的架空线断线工况动力学计算

为了计算架空线断线工况下的动力学变化特性,考虑架空线的绞制几何结构及其初始构型的布置特点,以绝对节点坐标法为基础,建立了架空线单元,推导了架空线单元的质量矩阵和弹性力矩阵,给出了架空线的系统动力学方程。针对钢芯铝绞线的绞制几何结构,给出了其对应的轴向、弯曲刚度计算公式。通过仿真计算得到线缆的运动图像,设计试验验证了算法模型的可靠性。结合实际架空线初始位形和初始应力特点,对不同初始应力下的架空线断线工况动力学问题进行仿真分析,绘制了悬挂点处的受力时程曲线并对曲线进行了频谱分析,研究了初始应力对断裂架空线运动过程以及悬挂点受力的影响规律。

基于行波法的叶片避雷线断线检测系统设计

为避免现行方法中检测成本高、安全性差等问题,采用行波法设计了风力发电机组叶片避雷线断线检测系统。该系统由激励模块,检测模块以及数据处理模块组成。系统由激励模块发出脉冲信号,检测模块中罗氏线圈传感器进行信号波形的检测,由高速采集卡进行数据采集,数据处理模块进行数据处理,以判断避雷线断线情况。对系统的激励模块、检测模块和处理模块进行了设计,采用10~70 m不同长度的导线对系统波速进行了标定实验,波速在2.05×10~8~2.35×10~8m/s波动,并建立了断线检测模型,断线检测模型为y=-15.43+9.77x,实现了避雷线断线检测。

电网单相断线故障类型及电压特征

断线故障包括断线不接地、断线电源端接地、断线负荷端接地等。而断线故障类型、位置、系统中性点接地方式等均会影响系统电压幅值和相位等电气量特征。为挖掘各种断线故障在不同情景下的电压特征,系统地归纳和总结了单相断线故障类型,分析了不同断线故障下中性点可能的移动范围及断线后断口两端电压变化特征,运用对称分量法推导了110 kV断线时,负荷侧35 kV、10 kV母线电压特征,对断线故障定位、电网故障判别与处置具有现实意义。

基于改进极模变换的柔性直流输电系统断线故障分析与辨识

断线故障的故障特性分析是制定断线保护方案的基础。首先,文中以金属回线双极直流系统为对象,根据直流系统中模块化多电平换流器(MMC)在故障前后的状态变化,基于叠加定理得出MMC在直流系统发生故障时的等效电路模型,构建直流系统断线故障下的等效电路。然后,通过改进极模变换矩阵推导其在不同故障类型下的复合模量等值网络,分析不同断线故障的模量特征;在此基础上,利用2模和0模电流的变化量构建断线故障类型识别的相平面,实现断线故障的分类;同时,提出基于1模电流变化量的区内外断线故障辨识流程。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,验证了所提保护方法的快速性和可靠性。

一种带断线检测功能的开关量输出电路

一种带断线检测功能的开关量输出电路由总线控制电路、开关CBB电路、过流检测与保护电路、在线断线检测电路、离线断线检测电路组成。总线控制电路控制开关模块,对电路内部测试点检测回采输出;开关CBB电路产生开关信号并驱动负载;过流检测与过流保护电路通过调整限流电阻控制电流大小;在线断线检测电路由电流型放大器和限流电阻完成检测;离线断线检测电路用来检测负载是否连接。该电路用于控制电磁线圈的通断电状态,能在恶劣的环境下稳定地运行,具有重要的工程实际应用价值。A switch output circuit with wire breakage detection function consists of a bus control circuit, a switch CBB circuit, an overcurrent detection and protection circuit, an online wire breakage detection circuit, and an offline wire breakage detection circuit. The bus control circuit controls the switch module to detect and extract output from internal test points in the circuit. The switch CBB circuit generates a switch signal and drives the load. The overcurrent detection and overcurrent protection circuit controls the current magnitude by adjusting the current limiting resistor. The online wire breakage detection circuit is completed by a current-type amplifier and a current-limiting resistor for detection. The offline wire breakage detection circuit is used to detect whether the load is connected. This circuit is used to control the on/off state of electromagnetic coils, which can operate stably in harsh environments, with important practical engineering application value.

配电网架空线路覆冰断线原因及防范措施

2024年2月,浙江省东部的四明山遭受了20年一遇的寒潮,配电网架空线路上的覆冰达20~25 mm,导线断线较多。笔者参与组织抢修了多处断线事故,事后与其他同事交流时发现,断线状况一样,都是耐张线夹第一个压紧螺丝处铝线断裂后钢芯被拉出耐张线夹。现分析其断线原因及防范措施,供参考。1配电网架空线路覆冰断线原因配电网架空线路在覆冰时断线的位置都在线路大档距、风口处的铁塔耐张线夹处,断线状况是导线在耐张线夹第一个压紧螺丝处铝线断裂后钢芯被拉出耐张线夹,最后导线掉落地面,线路跳闸停电。

兼顾短路与断线故障识别的柔性直流电网行波保护方案

目前大多数柔性直流电网行波保护在配置时仅考虑短路故障,当发生断线故障时,保护动作的正确性尚不明确。对此,首先分析了断线故障下传统行波保护的动作特性,得出了传统行波保护无法正确识别短路与断线故障的结论。在此基础上,探索了断线与短路故障下线路受端的第二个电流波头特征和线路电压特征,研究了两种故障下线路送端的电流首行波特征以及两端电压与电流变化量乘积的特征,提出了一种兼顾短路与断线故障识别的行波保护方案。基于PSCAD/EMTDC仿真平台对所提保护方案进行了性能验证。结果表明,该保护方案能准确识别并应对各种条件的故障,且具有较高的速动性和抗噪声干扰能力。

基于CR法的覆冰四分裂导线断线的算法研究

为了更快速、准确地分析覆冰分裂导线的断线工况,基于Co-rotational法开发了梁、杆单元的有限元模型。首先,提出了“节点失效”的断线有限元实现方法,并与试验对比验证了方法的可靠性;随后,通过C++语言编写了该有限元程序,通过QT以及VTK工具包实现了程序的可视化;最后,建立了三档覆冰四分裂有限元模型,针对该有限元模型研究了不同覆冰厚度、不同断线位置对子导线的张力及对间隔棒弯矩的影响。结果表明,间隔棒在子导线断裂时承受额外力矩,并且未断导线在间隔棒附近出现最大张力值,该张力沿导线向远离断点位置递减至正常运行水平。在覆冰情况下,单子导线和双子导线的断线最大张力都与覆冰厚度呈线性增加;当三根子导线断裂时,将导致所有子导线断裂;而当四根子导线全部断裂时,可以简化为单导线的计算。该模拟结果可为输电线路设计和故障分析提供参考,提出的断线模拟方法可为导线断线的仿真提供了一种可靠的有限元实现方法。

低压配电网中性线断线检测与漏电保护的方法

在三相四线制低压配电网中,如果三相负载不对称,将会产生不平衡电流通过中性线流至系统侧,中性线能够消除中性点电位变化使各相电压保持对称,从而使中性线对地电位为零。然而中性线由于过流或其他故障断开时,必然会导致三相负载中性点偏移,可能造成用电设备烧毁或不能正常工作等状况。针对上述问题,从理论角度出发阐述了低压配电网中性线断线的危害,对比分析了各种中性线断线检测方法之后,在采用直流信号注入法的基础上设计了一种新型检测电路,利用多个单元检测装置实现断线位置的定位,分析此方法对基于电流互感器的漏电保护的影响,结果表明该方法能够同时满足断线检测和漏电保护的要求。通过仿真验证了上述方法的科学性与正确性。

启备变高压侧单相断线分析与模拟实验

根据SOER 2015-1《断相事件对安全的挑战》报告,对秦一厂启备变高压侧单相断线的假设事件进行相量分析,并开展模拟实验,验证了启备变高压侧单相断线时高低压侧仍然三相平衡且具有较强带载能力。高压侧单相断线无法通过继电保护和测量仪表迅速发现,不利于运行期间及时发现故障情况。通过分析和模拟实验验证,有利于同行专业人员加深对变压器单相断线事件的理解,分析和实验方法可为同行专业人员提供参考。

不同断线高度下输电线冲击铁路防护装备的仿真分析

为保证在铁路线路上方架设输电线的过程中发生断线事故时,跨越铁路防护装备能够成功拦截跌落的输电线断线,防止输电线跌落在铁路线路或接触网上,对铁路运营起到安全防护作用。采用有限元软件模块模拟了输电线断线冲击跨越铁路防护装备防护网及横梁的全过程,分析了输电线在不同断线高度下对跨越铁路防护装备防护网及横梁的冲击作用,分别计算了不同断线高度下输电线断线的运动轨迹、防护网应力和横梁应力的变化情况。计算结果表明:随着输电线断线高度的增加,输电线跌落至防护网的时间增长,输电线与防护网接触作用的时间缩短,防护网及横梁最大应力均逐渐增大。

具备自监视功能的“断路器控制回路断线告警”信号回路设计

随着云南电网规模的不断扩大,以新能源为主体的新型电力系统构建持续推进,系统稳定性对故障极限切除时间的要求已越来越高,断路器拒动对系统稳定的影响也越来越大,因而对断路器控制回路断线的监视提出了更高要求。本文结合一起220 kV母联断路器在热备用转运行时,由于断路器B相储能行程开关接触不良,导致同期合环失败,但在操作前断路器控制回路断线并未发出告警的实际案例,指出目前普遍采用的断路器位置继电器接点串联启动“控制回路断线”信号回路的监视方法,在断线信号监视回路异常时,断路器控制回路因无法自监视的原理性缺陷,将造成可能存在的断线缺陷成为隐性故障而持续存在。针对此问题,本文提出了一种具备自监视功能的断路器控制回路断线告警信号回路优化设计方案,通过在原有回路基础上搭建监视回路实现对控制回路的全工况监视,该方案回路简单可靠,可实现控制回路、断线信号回路双重监视效果,提供了控制回路、断线信号回路完整性的综合判据,有助于提前发现控制回路隐性缺陷、提升断线消缺效率,降低断路器拒动风险。

电力系统中非对称接地和断线故障分析

将对称分量法应用到中性点不接地电网非对称故障分析中,用于计算电网各位置的故障后电流和电压,并首次应用零序序网图解释中性点偏移的物理含义。然后本文系统介绍了中性点接地和不接地电网非对称故障中负序和零序分量的分布问题,最后对接地短路和断线故障进行了对比分析。

基于配电自动化的断线及接地故障处理方法

针对断线故障检测处理方法滞后的问题,提出主干线、支线及配电变压器断线的通用快速检测处理方法。针对小电流接地系统故障接地选线及区段定位困难的问题,提出以接地参数处理接地故障的新方法。经现场试验分析,所提方法简单易行,处理故障成功率达100%,具有极大的应用前景和推广价值。

基于PT取电策略的配电架空线路断线故障诊断方法

配电网断线故障一般基于电压或结合电压电流诊断,且假定3个线电压和3个相电流均可获取,并未考虑量测装置的实际配置情况。实际架空配电线路一般仅配置双PT(potential transformer)或单PT,仅可获取2个线电压或1个线电压,导致已有诊断方法在部分故障工况下无效。首先建立了断线故障下线电压方程,进而论证基于两个线电压诊断断线故障在双PT工况下可行及在单PT工况下不可行;其次提出一种PT滑动组合取电配置策略,创新地将单PT引入断线故障诊断,提高断线故障诊断精度;最后通过PSCAD/EMTDC搭建中压配电线路模型,验证了提出的取电配置策略及断线故障诊断策略的有效性。

森林火灾风险下的配电线路单相断线放电发展过程研究

随着台风、暴雪等极端恶劣环境的不断常态化,单相接地故障(如单相断线、单相击穿等)频繁发生,严重危害了电网安全。单相断线故障是引发森林火灾的常见故障之一,导线断线坠落至地面附近,在极短间隙内对地放电引燃地表附着的易燃物,最终引发森林火灾,对社会经济和自然环境危害严重。针对森林火灾风险下的配电线路单相断线对地放电发展过程研究建立短间隙放电模型,可以获得断口对地放电过程中的电场分布、电子平均能量分布、电子密度分布,以及不同断口外形对放电过程的影响机理。研究结果表明,随着断口半径从0.5 mm降至0.3 mm,流注头部的电场强度从80 kV/cm升高到110 kV/cm,电子平均能量从10 eV升高到11 eV,流注贯穿间隙时电子密度的最大值由1.5×10~(20)m~(-3)升高到2.7×10~(20) m~(-3)。断口半径越小、曲率越大,导致流注头部的电场强度和电子平均能量升高,流注头部电子密度和放电电流增加,更容易导致流注贯穿间隙。而断口不规则时由于具有更大半径,间隙击穿需要更长时间,因此放电电流峰值由9 A升高至15 A。如果考虑松针等含油量较高的地表附着物影响,该放电电流极易点燃地表附着物并形成电弧、引发火灾。该研究结果对于极端天气下的配电线路安全防护、预防森林火灾具有重要意义。