多端柔性直流输电线路单极接地故障定位方法

精准可靠的输电线路故障定位方法对于维持多端柔性直流系统稳定运行至关重要。为解决过渡电阻、行波色散对线路测距的干扰,有效提高输电线路故障定位精度。以先定区段再定位的思想,提出一种采用小波包奇异熵和一维卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的多端柔性直流输电线路单极接地故障定位方法。在接地故障发生时,提取不同区段线模电压组成特征向量,结合1D-CNN分类模型完成区段识别。故障区段确定后,利用小波包奇异熵提取故障区段双端线模电压的深层故障特征,并基于特征提取结果建立1D-CNN回归模型进行故障定位。为避免模型训练时陷入局部最优,采用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)对1D-CNN模型进行参数寻优。利用PSCAD/EMTDC建立±500KV四端柔性直流仿真系统模型,进行了多种工况的单极接地故障仿真与定位性能测试。仿真结果表明,所提定位方法具有良好的耐过度能力,在50kHz的采样频率下定位误差保持在0.22km以内。

交流线路避雷线融冰故障电磁暂态分析与间接式行波故障定位方法

由于避雷线通常逐塔接地,因此往往对其进行消去处理以降低参数矩阵阶数,但是在避雷线融冰过程中其与沿线杆塔绝缘,会受到线路电磁耦合影响。在研究避雷线对地绝缘条件下多导体传输系统电磁暂态耦合的基础上,推导双回非对称相数多导体传输系统的解耦方式,提出避雷线对地绝缘情况下的相模变换矩阵,并指出避雷线对地绝缘会造成由三相线路所构成模量中出现“零模提速”现象。在此基础上,考虑电容式电压互感器暂态传变特性影响,提出一种利用三相交流线路行波测距装置对避雷线直流融冰期间发生的故障进行间接式双端不同步故障测距的方法,并通过渐进峭度曲线剔除现场实测信号中的电磁噪声,实现波头准确辨识,大量仿真表明该方法可行有效。

基于多电容接地方式的低压直流微电网故障定位

为提高低压直流微电网故障定位的准确性,提高电力系统运行的可靠性,提出一种基于多电容接地方式的低压直流微电网故障定位方法。首先,运用从馈线端子和接地电容器获得瞬时电流和电压,推导了直流微电网一般故障馈线的数学模型。其次,利用基于非线性优化方法的故障测距算法对故障及相关故障电阻进行了精确定位,并通过评估接地电容器在故障期间的响应,计算故障的准确距离。最后,通过搭建直流微电网实验室模型对所提方法的可靠性及有效性进行验证,实验结果表明所提方法具有较高的故障定位准确性。

基于单片机的直流系统接地故障检测装置研究

直流系统常用于电力系统中,以实现对电力系统的控制和对自动装置的供电,而直流接地故障的频发会严重影响直流系统的可靠性,进而影响电力系统的安全与稳定,为此提出一种直流系统接地故障检测装置。在不平衡电桥的基础上,结合低频信号注入法提出了电桥参数设计方法以实现对电能参数信息的采集,并通过计算各支路的接地电阻值,完成对故障支路的定位,从而形成一个完整的直流系统接地故障检测系统。最后,设计了数字信号处理器DSP,对支路绝缘电阻进行实验分析,验证了直流系统接地故障检测装置的可行性,实现了对接地故障的准确定位,解决了检测死区与误报警问题,有利于电网的安全稳定运行。

电力系统中变电站直流系统接地故障分析

变电站在整个电力系统中均有着不可替代的作用,是维持供电安全稳定的重要因素。在变电站运行过程中,直流系统起到了至关重要的作用,一旦其发生接地故障,将会导致控制回路、信号回路、继电保护及自动装置回路误动作,极大影响了供电安全性,因此必须要在短时间内进行准确定位,判断故障原因并采取针对性措施进行处理,避免造成更大的影响。文章从变电站直流系统接地类型出发,对常见的接地故障及故障定位技术进行了分析总结,重点对接地故障处理方法进行了探讨。

配电网单相接地故障定位技术实验研究

配电网中单相接地故障发生概率最大,传统的故障定位方法不能有效解决配电网多分支、长线路、高电阻等故障定位难题。研究发现,直流定位法不受分支数量、过渡电阻和线路长度的影响,能够较好地解决配电网定位难题。通过仿真和现场实验证实了直流定位法的可行性;在直流法的基础上,为简化定位操作,提出60Hz交流定位法,该方法可以地面检测,大大缩短定位时间。实验证明,直流法和交流法结合的综合定位法是配电网故障定位的可行方法。

基于两种算法融合的接地极线路故障测距

由于接地极线路的特殊结构,极址点的极址电阻很小,仅依靠一种测距原理对接地线路进行故障测距,往往很难做到在全线长范围内的测距精度都达到工程要求。为此搭建了±800 k V直流接地极线路仿真模型,对接地极线路故障进行仿真计算。理论分析和大量仿真表明:采用直流分量,并由量测端电压和电流推算至故障点并根据故障点电压相等构建测距函数的测距算法对于越靠近极址点的故障位置,测距精度相对越精确;而采用谐波分量,并根据故障点纯电阻的特性列写测距函数的测距算法,其近端故障测距的精度较高,且有一定的耐受过渡电阻的能力。基于此,提出了将2种测距方法融合的新故障测距方法。一方面,2种测距算法可以相互校验,提高测距的可靠性;另一方面,在一定程度上克服了单一原理故障测距算法不能耐受高阻和远距离的缺点。仿真数据的测距结果表明,该融合故障测距算法,在全线长范围内均有较好的测距精度。

基于小波相对熵的变电站直流系统接地故障定位方法

变电站直流系统的状态直接关系到变电站的正常运行,为了对变电站直流系统出现的接地故障迅速定位,提出了一种基于小波相对熵的直流系统接地故障定位新方法。该方法首先应用小波包变换对直流系统各支路的漏电流进行分解,然后引入小波相对熵理论,以直流系统正常运行情况下,从各支路采集到的漏电流的频谱特性为参照序列,计算直流系统发生接地故障时各支路的小波相对熵,最大小波相对熵对应的支路即被定位为发生接地故障的支路。然后在PLECS软件中搭建模型进行仿真试验,仿真结果表明,该方法能够准确定位变电站直流系统出现的接地故障,同时对于绝缘性能有所降低的变电站直流系统也有着良好的适用性。

基于直流法的配电网单相接地故障离线定位研究

传统的配电网单相接地故障定位方法只能够在各自有效范围内定位故障点,无法通用于各种网络结构和故障情况,主要原因是没能解决配电网故障定位的关键难题:结构复杂、分支多,电容大,接地电阻大。不同于以往的定位方法,所提出的直流定位法利用直流信号进行故障定位,该方法能够克服以上难题,是配网故障定位的有效方案。方法是首先向故障线路注入直流信号,然后通过关键分支点的直流强度检测判断故障路径,直至找到故障点。仿真和现场实验都证明基于直流信号的故障定位方法是可行的、有效的。

直流配电网单极接地故障定位方法

本文首先分析了换流器直流侧经钳位电阻中点接地的优势。在此基础上,建立了直流配电网单极接地故障的模型,分析了故障电流的特征,发现故障暂态电流为线路分布电容充、放电电流,距离故障点越近,流过的暂态电容电流越大。利用快速傅里叶变换提取暂态电容电流特征频段的总能量,通过比较各分支的总能量确定故障点方向,并利用树状图搜索确定故障区间。进而在故障区间上利用负荷电流和故障区间端点的残余电压计算故障距离。在Simulink/Matlab中搭建了数字仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性。在实验室进行了物理模拟实验,对本文方法进行了验证。

基于数学形态学的直流接地极线路单端行波故障测距

针对直流接地极线路故障暂态行波的传播特点,提出了一种基于数学形态学的单端行波故障测距算法。该算法采用具有滤波功能的形态学梯度变换来处理行波浪涌,在有效滤波的基础上,利用数学形态学梯度变换分离正、反向行波浪涌,不但能取得暂态行波信号突变点的时刻,还具有一定的抗干扰性,而且不存在时间窗长度的问题,有效提高了测距的精度和可靠性。通过PSCAD和Matlab证明了该算法的可行性,有利于提高直流接地极线路单端行波故障测距的可靠性和准确性。

10kV配电线路故障自动定位系统

针对10kV配电线路中单相接地故障,提出一种基于交/直流综合检测、GPRS通信的配电网故障定位系统,实现配电网故障区段自动定位。分析了直流检测、交流检测各自优缺点及适用范围。提出采用GPRS通信技术的远程数据传送,避免人工爬杆的麻烦,同时可以提高定位精度,从而降低了交流检测的难度。通信系统硬件采用低功耗设计,在软件设计上,采用省电模式,以保证数据传输可靠性。采用交/直流综合检测,可以有效处理接地电阻小于20kΩ各种单相接地故障,从而缩短故障点排查时间,提高供电可靠性。

直流微电网故障定位研究综述

综述了国内外直流微电网故障定位的研究现状。首先,分析了直流微电网故障定位的基础,指出直流微电网接地方式的选取和故障特征分析对故障定位的重要性。之后,对现有直流微电网故障定位原理进行归类研究,将直流微电网故障定位方法分为注入信号法和故障分析法,指出:各类算法均有优缺点;注入信号法适用于离线故障定位,故障分析法适用于在线故障定位,2种定位方法的准确性均受过渡电阻影响大;现有故障定位算法无法同时对单极接地故障和极间短路故障进行定位,且制约其定位准确性的因素多。最后,指出直流微电网故障定位面临的关键问题,并对未来直流微电网故障定位进行展望。

基于匹配追踪的配电网单相接地故障定位方法

为了进一步解决采用小电流接地系统的配电网单相接地故障定位问题,利用原子稀疏分解匹配追踪算法分解单相接地电流暂态信号,自适应地提取衰减的直流电流分量.结合配电网拓扑结构和提取的衰减直流分量幅值,划分故障路径并进一步定位故障点.仿真结果表明,匹配追踪算法可以快速有效地提取衰减直流分量,准确地实现小电流接地系统单相接地故障的在线区段定位.相比于传统算法,原子稀疏分解理论克服了传统非自适应性算法的局限性,提高了暂态信号成分提取的准确性.

主从式便携直流系统绝缘检测装置设计

为解决目前在用的便携绝缘检测仪器大多采用频率注入法,会在测试时对直流系统产生干扰的问题,依据直流系统绝缘检测装置应为直流原理的相关规定,研制了一套主从式便携直流系统绝缘检测装置。便携装置基于直流方法进行绝缘测量,由测量支路的主机和实时监测母线的从机两部分组成。从机检测母线电压、电阻,主机通过采集支路漏电流,计算分析支路电阻,实现直流系统绝缘情况便携检测。设计程序,制作实物搭建平台进行测试,测试结果证明装置的可行性和实用性。

便携式直流绝缘检测算法研究与应用

针对便携式直流绝缘检测装置要求,提出一种基于单桥臂的动态差值算法,并基于该算法设计了一款便携式直流绝缘检测校验一体机。详细分析了单桥臂绝缘监察系统降低继电保护装置误动作风险的原理,展示了直流漏电流传感器零漂变化,推导出能够克服直流漏电流传感器零漂的动态差值算法。通过直流绝缘检测校验一体机实验表明,该算法计算精度较高,可有效解决直流漏电流传感器零漂影响,并能保证直流系统安全。

直流系统接地故障定位仪的研制

论述了一种新型的便携式直流系统接地故障定位仪的研制和该仪器的定位原理以及用８０９８单片机实现该原理的方法，并讨论了研制过程中所遇到的问题和相应的解决办法。

低压双极环形直流微网的新型故障定位法

当直流微网线路发生故障时,为快速切除故障并恢复供电,减少停电时间,需要快速准确的故障定位。以低压双极环形直流微网为研究对象,针对单极接地故障和极间短路故障,提出了一种差分法与伪逆法相结合的新型故障定位方法,可在线确定出不同故障条件下的故障位置,且定位准确性高。根据暂态期间故障回路的KVL矩阵方程,利用差分法和伪逆法,计算故障线路的等效电感,进而计算出故障距离,从而实现故障定位。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该方法的有效性,对两种故障类型及不同故障距离和故障电阻,故障距离估计误差均小于1.43%,故障电阻相对误差小于0.04%。该方法可针对两种不同的故障类型,不受故障距离和故障电阻的影响,能准确地确定出故障点位置并计算出故障电阻,具有较好的实用性。

兼具抗同步误差和耐高阻能力的直流配电网单极接地故障测距方法

针对已有双端故障测距方法的缺陷,基于RL线路时域微分方程建立双端故障测距模型,利用移动数据窗和最小距离方差计算实现双端数据自同步,降低对时误差带来的不利影响;同时构建不稳定点剔除判据,规避小量相除的运算场景。在此基础上,针对高阻接地故障,利用电压源换流器短时的零模式运行向系统注入小幅扰动,配合均值滤波算法和扩大的数据窗长提高所提方法的耐过渡电阻能力。三端环形直流配电网仿真结果表明,所提方法在考虑同步误差和过渡电阻为300Ω的接地故障的场景下仍具有理想的故障测距效果,性能较现有RL双端故障测距方法有了明显提升。所提方法对采样频率需求较低,在配电网中具有良好的应用前景。

直流融冰架空地线单端行波故障测距

在对架空地线进行直流融冰时可能由于连接不可靠发生接地短路故障,人工巡线查找故障的方法费时费力,该文在分析了架空地线发生故障后行波的折、反射过程的基础上,通过区分第二次接收到的故障波波头的极性,提出应用单端行波故障测距方法对融冰过程中的架空地线进行故障测距,用PSCAD仿真搭建仿真模型,并用MATLAB进行数据处理,得到测距结果。仿真结果表明,用单端行波法对融冰过程中的架空地线进行故障测距可以取得准确、可靠的测距结果。