基于K均值聚类算法的谐振接地系统故障区段定位方法

现有的谐振接地配电网单相接地故障定位方法存在通信依赖过度、特征分析复杂和阈值设置困难等问题,现场运行的适用性较低。本文基于深度融合智能开关在配电网中的应用,研究三相电流变化量的波形特征,提出基于K均值聚类算法的就地选段方法。该方法提取各区段数据特征量,发挥K均值聚类算法无监督学习的优点,使各检测节点只需处理本地故障信号,从而减轻通信压力。利用仿真和现场数据验证该方法的可行性,结果表明,该方法在多种故障工况下都表现出较高的可靠性,并且能够较好地适应现场环境。

配电网故障自动定位技术研究综述

根据已有的研究成果,对配电网故障自动定位技术研究涉及的主要内容,即故障选线、区段定位、故障测距进行了综述。故障选线是为了识别判断母线多条出线中的故障线路,其主要包括:基于外加注入信号的故障选线,基于故障稳态量、暂态量和综合式故障选线等。区段定位旨在迅速隔离故障并恢复非故障区域供电,主要研究包括:基于现场设备采集的故障实时信息、基于故障投诉电话等定位方法以及故障特征微弱时的故障识别判断。故障测距的目的是直接定位出故障位置,其主要包括:注入法故障测距、基于稳态量故障测距和基于暂态量故障测距。结合配电网故障自动定位技术及最新研究成果,对其发展方向进行了展望。

配电网故障定位技术综述

对国内外配电线路的故障定位方法进行了归纳总结。按不同故障类型分别介绍了短路及接地故障下的定位方法,对其中有代表性的方法,重点分析其基本原理、优缺点、后续改进及现场应用情况。分析了目前定位方法中存在的主要问题,并针对这些问题,结合配电网的发展趋势及用户对供电可靠性的要求,对未来配电网故障定位技术的研究进行了初步展望。

同杆线路跨线故障对选相元件的影响机理

利用电流分支系数提取跨线故障的故障特征量进行选相机理研究,分析跨线故障对相电流差突变量选相、零/负序电流选相等主流选相元件的影响趋势与边界,以解析表达式定量地研究保护选相的有效性。结合同杆双回线路异名单相跨线故障这种典型故障类型,指出了选相元件在同杆线路跨线故障时的特殊性,即故障发生在正序平衡点以内的近端时能较好选出故障相,故障靠近线路末端时不能准确选出故障相,但通过线路两侧配置分相纵联距离保护可以实施正确选相。同时考虑同杆线路背端电源弱馈的特殊运行方式,指出弱馈侧选相元件不能准确选相,与故障位置无关,其需要专门考虑不受弱馈影响的选相元件。最后,结合广东电网进行实例验证。

小电流接地故障选线和定位装置的IEC 61850信息建模

采用IEC 61850标准的技术和面向对象的方法,为小电流接地故障选线和定位装置进行了信息建模。建立了基于故障暂态信号的小电流接地故障选线逻辑节点和小电流接地故障定位逻辑节点;使用这些逻辑节点,给出了故障选线装置和馈线终端装置(具备故障定位功能)的设备模型;分析了暂态零序电压、电流信号的获取方法。

基于故障支路电流序分量相位关系的选相元件

故障支路电流序分量之间的相位关系包含了明确的故障相别信息,但易受电流分布系数的影响。差电流中的负序分量的相位与故障支路中负序电流的相位相同;在差电流中的正序分量中减去系统电源产生的正序电容电流,修正后的正序差电流的相位与故障支路中的正序电流相同;通过负序差电流和修正后的正序差电流之间的相位关系可以明确判断故障类型。该选相元件不受线路分布电容、线路补偿电抗器、电流分布系数的影响,可在故障后长期使用,灵敏度高。仿真实验数据验证了该选相元件可以正确地选出故障相别。

基于GOOSE通信的分布式接地选线应用

介绍了一种基于GOOSE通信的分布式接地选线方法,并在继电保护装置中应用。小电流接地系统中发生单相接地故障时,由于消弧线圈的投入,导致故障电流较小,常规的稳态判断方法很难起作用。采用小波分解算法可以捕捉接地瞬间产生的暂态分量,迅速准确地识别出接地线路。利用站控层GOOSE可以在多个装置之间实现数据共享,然后利用小波算法就地判断故障。MATLAB仿真验证了该算法的有效性,采用此算法的微机保护装置经过实时数字仿真系统(real time digital simulation system,RTDS)实验验证了其有效性和实用性。

小电流接地系统单相故障定位方法综述

小电流接地系统是我国35kV及以下电网最常用的接线方式,而其单相接地故障又是最常发生的。本文对现有各种故障定位原理和技术进行了归纳,分类讨论了各种方案的原理,并提出了尚待解决的问题。

基于S变换的配电网故障选线和区段定位

提出S变换的暂态能量法结合零序无功方向的故障选线及区段定位方法。将各馈线终端单元采集到的故障零序电流信息上传至主站,主站对全网故障信息进行信号分析,运用S变换获取表征故障信号的主导特征频率,比较此频率下各馈线的暂态能量及馈线之间的零序无功方向实现故障选线。根据故障线路上故障点前后波形差异,采用上述方法实现区段定位。仿真结果分析表明,选线和区段定位方法准确、可靠,且不受故障合闸角、噪声干扰等因素影响。

基于零序电流差动量的矿井低压电网选择性漏电保护新方案

针对现有矿井低压电网选择性漏电保护装置存在可靠性及灵敏度低的问题,提出一种基于零序电流差动量的选择性漏电保护新方案。该方案通过对矿井低压电网发生单相漏电故障时各支路不同采集点的零序电流值做差,根据差动量的幅值及相位在故障支路与非故障支路中的差异性实现漏电保护的横向选择及区段定位。Matlab/Simulink仿真实验及快速傅里叶变换结果表明,该方案不受电网负载容量、三相电源电压初始相位角的影响,在故障选线及区段定位方面具有较高的可靠性及灵敏度。

浅谈高压输电线路路径选择及杆塔定位

对平地、山区、跨河段、转角点、覆冰地区、森林及特殊地带的输电线路路径选择提出了相应措施。论述了输电线路杆塔定位设计主要程序,包括制作定位弧垂模板,在平断面图上依序确定各种杆塔的位置及选型,定位后的档距、杆塔上拔、风偏、邻档断线和耐张绝缘子串倒挂等常规校验。

一种适用于海缆混合线路的新型故障定位系统

海底电缆线路铺设复杂,当线路出现故障时,很难定位故障的准确位置,电力线路故障点的快速定位是加快电力线路修复、减少停电时间的关键。在分析架空线和海缆故障特征的基础上,提出一种适用于海缆混合线路的故障定位系统。该系统通过故障区段定位装置就地采集海缆两侧的电流,就地进行故障区段定位,并将区段定位的结果通过光纤发送给线路两侧的保护装置。当判断出故障在电缆上时,立即闭锁线路两侧保护装置的重合闸功能。保护装置集成了行波测距模块,在收到区段定位信号的基础上进行适用于混合线路的双端行波测距。大量的仿真测试表明,提出的适用于混合线路的故障定位系统能够实现对混合线路的故障区段精准定位,使混合线路的自适应重合闸应用成为可能;在区段精准定位的基础上能够对混合线路的故障点进行精确定位,可以缩短停电时间,提高供电的可靠性。

基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法

为检测柔直电网直流故障,需利用线路两侧的限流电抗器所提供的边界条件来设计故障保护算法。现有基于电抗器电压的保护方案存在易受过渡电阻影响、无法识别接地故障、可靠性差等问题,因此该文提出一种基于电抗器电压差异性的架空柔直电网故障保护方案。该方案利用正负极电抗器电压幅值的差异性进行故障选极;利用正负极电抗器电压之和进行故障检测。由于该方案综合了正负极电抗器电压的故障特性,因此区内外故障差异性明显,具有较强的耐过渡电阻能力;采用积分法构造判据,该方法抗噪声能力强;可靠性高,不受交流故障、断路器动作和运行方式的影响;仅使用本地测量量,故障检测时间快,满足速动性要求。最后,在PSCAD/EMTDC平台下搭建了四端MMC直流电网的电磁暂态模型,通过大量仿真,验证了所提方法在故障识别、故障选极方面的有效性,并从不同角度对多种保护方案进行了对比。

基于同步零序电流谐波群体比相的谐振接地系统高阻故障选线及区段定位方法

高阻接地故障选线和区段定位是配电网故障处理的难点,谐振接地系统因其故障特征的特殊性又给高阻接地故障诊断带来挑战。针对传统小电流接地故障定位方法在面对高阻接地故障问题时因量测精度不足、故障特征提取不准确造成的定位困难问题,从高阻接地故障非线性特征入手,推导谐振接地系统健全线路(区段)和故障线路(区段)特征的差异;分析消弧线圈补偿度和系统阻尼率对故障特征的影响;利用区段合成零序电流的同步波形,提出不依赖于故障特征产生时间且适用性更广泛的同步三次谐波群体比相定位方法。实测案例验证了所提理论的正确性和方法的有效性。

基于广域信息多端高压输电区域后备保护

采用分布参数建模,提出一种基于广域信息多端高压输电区域后备保护新原理。该后备保护功能包括广域电流差动保护新原理和故障支路选择算法。广域电流差动保护依据分布参数电路中,正常运行时多端高压输电区域内所选参考点的电流流入与流出量代数和为零,故障时参考节点的差动量能准确反映故障电流这一特征对保护区内故障情况进行检测。故障支路选择算法依据故障支路选择方程根的分布特点判别故障支路和确定故障位置。经广域后备保护服务器计算分析,若保护区内故障,主站通过通信网络向故障线路跳闸装置发送控制命令,故障线路跳闸装置接收到来自主站的跳闸命令后跳开故障线路两端断路器,将故障与系统隔离。仿真试验验证了该后备保护算法的正确性和有效性。

一种无信道配电网单相接地故障自愈方案

针对10k V配电线路的单相接地故障,提出了一种不依赖于通信的自愈方案。方案包括故障选线、故障选段与隔离、非故障区段复电3个部分。故障选线采用的是基于健全线路和非健全线路的模型识别法;故障选段采用零压-时限的电压型逻辑识别和隔离故障区段;隔离故障区段后,联络点及非故障区域自动化点基于电压-时限逻辑复电。仿真结果和现场试验结果表明,所提自愈方案能可靠准确地实现单相接地故障自动快速隔离、非故障区域快速复电,且无需电流定值整定,无需通信,工程实施简易经济,可对现有配电网馈线自动化进行理论和实践指导。

光学电流传感器在电网接地故障零序电流检测中的应用

针对中压配电网故障难以选线和定位,提出开发基于法拉第磁光效应原理的零序光学电流传感器(ZOCT)来检测零序电流,分析了光学电流传感器替代普通电磁式电流互感器(CT)在温度稳定性、宽线性量程、灵敏度等优势,设计了组合型与全光纤型2种形式的光学电流传感器结构。该传感器采用钇铁石榴石(YIG)类材料,提高费尔德常数及温度稳定性,光强检测采用双路检测方式以提高性能。传感器安装在变电所出线和线路馈线终端设备(FTU)处,根据在故障点两侧光学电流传感器(OCT)测得的电流方向相反,在全线路上逐级递减,进行正确故障选线与定段。

小电流接地故障暂态定位技术应用

介绍了一种配电网小电流接地故障暂态定位系统的构成、工作原理及现场应用情况。定位系统利用小电流接地故障在故障点上下游间暂态电流相似性和极性关系实现区段定位。利用站内选线装置消除选线盲区并提高故障监测准确率。利用瞬时接地故障信息对线路绝缘状态进行监测。现场实际运行记录验证了算法的合理性与系统的有效性。

地铁高架标段土建设计体会

结合成都地铁2号线东延线高架段设计经验,探讨地铁高架标段车站、区间相关土建工程设计的主要设计方案。分析高架标段设计重难点,对比主要设计方案,提出在不同条件下,高架标段的设计思路,以期为同类项目提供参考。

基于故障指示器的配电网接地故障定位

近年来,小电流接地方式的配电网接地故障受到了越来越多的重视,其中基于故障指示器的解决方案发展迅速。因此,介绍两种基于故障指示器的配电网接地故障选线定位的基本原理与系统实现方案,并对其各自的优缺点及适用范围进行讨论。