Fault Line Selection Method Considering Grounding Fault Angle for Distribution Network

In the distribution network system with its neutral point grounding via arc suppression coil, when single-phase grounding fault occurred near zero-crossing point of the phase voltage, the inaccuracy of the line selection always existed in existing methods. According to the characteristics that transient current was different between the fault feeder and other faultless feeders, wavelet transformation was performed on data of the transient current within a power frequency cycle after the fault occurred. Based on different fault angles, wavelet energy in corresponding frequency band was chosen to compare. The result was that wavelet energy in fault feeder was the largest of all, and it was larger than sum of those in other faultless feeders, when the bus broke down, the disparity between each wavelet energy was not significant. Fault line could be selected out by the criterion above. The results of MATLAB/simulink simulation experiment indicated that this method had anti-interference capacity and was feasible.

基于有源消弧暂态衰减信息的配电网接地故障跟踪检测方法

现有配电网单相接地故障检测技术缺乏消弧过程的故障程度跟踪与选线能力。该文充分利用消弧过程中的暂态信息,建立考虑线路参数不对称的集总参数等效模型,论证消弧过程零序电压衰减直流特征的物理意义,提出考虑快速消弧的配电网故障检测新方法,对于低、高阻接地故障均有较高的检测灵敏度。实际应用中,仅需观测消弧全补偿电流投切过程中零序电压及零序电流波形,即可实现过渡电阻测量、故障程度跟踪与故障选线,具有瞬时性故障实时跟踪、故障检测与故障消弧同步进行的优势,操作简单、易于实现。仿真实验证实了方法的有效性,为配电网故障检测提供了新的理论依据。

融合稳态和暂态特征量的接地故障选线方法研究

单相接地故障是配电网运行时发生概率最高的故障,但接地时存在电气故障特征弱、外界干扰大的情况,使得配电网存在接地选线困难的问题。对此,提出基于稳态和暂态故障特征量相融合的配电网接地选线方法,分析单相接地时接地故障线路与非故障线路对地电容电流突变量五次谐波分量在幅值和相位上的差异性,利用经验小波变换提取故障零序电流的低频分量综合相关系数和高频分量相对权重系数,并利用模糊神经网络实现融合特征量与故障的非线性映射诊断。建立配电网接地故障仿真模型,通过多重干扰下的选线对比分析,验证了本文方法的有效性和优越性。

基于变压器故障量的分布式小电流接地选线方法

提出并分析了一种基于变压器工频故障量的分布式选线方法和一种基于变压器暂态故障量的分布式选线方法。分析表明,工频故障量选线方法可用于中性点经消弧线圈接地系统欠补偿状态的一部分场景;暂态故障量选线方法比较的是变压器负荷侧暂态故障参考量与被保护线路暂态故障量,这两个暂态故障量具有近距离串行的电流关系,两者的幅值与波形变化都很小,因此具有受干扰小和可靠性高的优点。

并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法

针对谐振接地系统对地参数测量不准确以及高阻接地故障选线困难的问题,提出了并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法。基于消弧线圈并联阻尼电阻的投切特性,利用投切阻尼电阻前后零序电压幅值与相位的变化关系,测量系统对地电导与电容参数。在系统正常运行时,通过调整并联阻尼电阻值大小,测量各馈线零序导纳值。在发生接地故障后退出阻尼电阻,测量故障后各馈线零序导纳值,可消除系统参数不对称、互感器采样不同步的影响,主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差,实现故障线路的准确判别。在PSCAD仿真环境下对所提方法进行验证,结果表明:所提方法能够精确测量对地电导与电容参数,测量相对误差不高于0.6%;在不同馈线、不同过渡电阻下发生接地故障时,能准确判别故障线路,耐过渡电阻能力达10 kΩ。

基于柔性调控零序电压的不平衡配电网故障检测方法

在柔性消弧过程中实现故障选线、过渡电阻测量与故障性质判定对现有配电网单相接地故障检测具有重要意义。针对配电网三相对地参数不对称的柔性接地系统,首先分析不平衡零序电压对消弧效果的影响,提出柔性消弧全补偿电流的计算方法。然后分析正常运行状态下和单相接地故障状态下注入电流和母线零序电压之间的约束关系。结果表明:无论系统处于何种状态,均可通过改变注入电流来柔性调控母线零序电压,进而调控各线路零序电流。并根据柔性调控零序电压前后各线路零序电流的变化规律,提出一种可实现故障选线、过渡电阻测量和故障性质判定的故障检测方法。Matlab/Simulink仿真验证了该方法的有效性和准确性。

基于VMD和改进聚类算法的配电网故障选线方法

为提高小电流接地系统单相接地故障的选线准确率,设计了一种基于调幅调频函数的变分模态分解VMD(variational mode decomposition)与K-means++聚类算法相结合的故障选线方案。对故障发生后各条线路零序电流信号进行VMD分解,得到多个自适应频带特征的本征模态函数;构造以低频分量的波形相关系数为横坐标和以高频分量初始极性为纵坐标的二维平面,在该二维平面绘制代表各出线的散点分布图;最后通过K-means++聚类算法对所构造的散点点集进行聚类分析,利用代表故障线路的散点属于离群点的特点,筛选出故障线路。通过Pscad软件进行仿真验证,结果表明,该故障选线方法不受条件改变的影响,能够实现对故障线路的准确识别,具有较好的抗噪能力。

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

高阻型单相接地故障信号的暂态分量影响因素研究

高阻型单相接地故障信号的暂态分量,在故障过渡电阻这一主要影响因素之外,还受到以下影响因素的制约,进而影响暂态判据选线的准确度:配电网发生故障时所运用的系统接地方式、故障发生时的相角、故障发生点距母线的距离、故障发生出线的长度等。其中系统接地方式由于为配电网系统本身的设计所导致,不受故障本身随机性的影响,因而其影响对于研究高阻型单相接地故障特征的暂态分量具有基础意义。本文利用了Matlab-Simulink仿真平台,重点针对过渡电阻阻值、中性点接地方式对高阻型单相接地故障暂态分量的影响进行了仿真分析,着重探究了过渡电阻阻值以及几种中性点非有效接地方式,在接近真实情况的三相不平衡条件下对高阻型单相接地故障暂态分量的影响。结果表明高阻型单相接地故障的过渡电阻较小、系统消弧线圈补偿度较小或中性点不接地,将影响高阻型单相接地故障信号的暂态分量并使得其强度较大、信噪比较高。

灵活接地系统小电阻退出暂态特征及对暂态故障选线方法影响

灵活接地系统发生高阻接地故障时,中性点小电阻并联阶段保护往往拒动,仍需考虑小电阻退出时的暂态特征对已有暂态故障选线方法的影响。并联小电阻退出时伴随一定的暂态过渡过程,文中针对此过程建立灵活接地系统单相接地故障暂态等值电路。分析了并联小电阻退出时系统各暂态电气量特征、不同故障情况对暂态电气量幅值的影响、暂态零序电流与暂态零序电压的约束关系,明确并联小电阻退出后暂态量对暂态故障选线方法稳定性的影响。当灵活接地系统高阻接地故障小电阻退出时,产生的暂态电气量将导致暂态幅值比较法、暂态极性选线法、暂态功率方向法误动,但暂态零序电流投影法选线正确,仿真验证了分析结果的正确性。

基于复频率信号注入的直流接地极线路故障测距方法

在直流输电系统接地极线路配备阻抗监视系统的背景下,可利用高频测量阻抗特性实现故障距离的精确计算。然而,分析发现直流系统接地极线路在不同故障条件下可能产生相同的高频测量阻抗,这意味着测量阻抗与故障距离间不是一一映射关系,由单一测量阻抗难以得到准确的故障距离。文中分析了高频测量阻抗的重合特性随注入信号变化的特征,提出了基于复频率信号注入的故障测距方法,并给出了复频率的选定策略。该方法改进了基于高频测量阻抗幅相特性的接地极线路故障测距方法,实现了故障位置的准确计算。最后,通过仿真算例充分验证了所提测距方法的可行性和精确性。

注入电流分布特性辨识的配电网故障选线方法

针对谐振接地系统单相接地故障特征微弱,基于故障特征的选线方法灵敏度和可靠性降低的问题,提出一种主动注入信号辨识的故障选线方法。首先,推导了注入电流受线路对地导纳影响下的分布特性,利用此分布特性构造选线判据。然后,从不同角度分析了注入信号对系统运行的影响,选择适宜参数的注入信号。考虑降低注入频率能够提高主动注入式选线方法的耐过渡电阻能力,故选择注入低频信号。测量注入信号后各条馈线的零序电流,选择稳态零序电流时间窗,利用Prony算法辨识各条线路零序电流中25 Hz电流幅值完成故障选线。最后,Pscad仿真和现场实测波形验证结果表明,该方法在不同故障场景下均能准确实现故障选线,且具有良好的耐过渡电阻能力。

基于零序导纳幅值比的同母两回线异相接地复故障选线方法

消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障时,常规选线装置存在准确率不高的问题。针对消弧线圈接地系统发生的同母两回线异相接地复故障选线难的问题,文中通过线路首端的零序电流和母线零序电压信息获得线路的零序导纳,分析消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障特征,发现故障线路零序导纳的幅值大于非故障线路零序导纳的幅值,在高阻接地时仍呈现出此特征。在此基础上提出了基于零序导纳幅值比的消弧线圈接地系统同母两回线异相接地复故障选线方法,利用故障线路与非故障线路零序导纳幅值的差异建立故障选线判据,将所有故障线路全部选出。PSCAD仿真结果表明,该选线方法准确率高,不受故障位置、消弧线圈补偿度的影响,具有较强的耐受过渡电阻的能力。

含分布式电源的配电网故障选线与定位方法研究综述

随着分布式电源(distributed generation,DG)及新能源发电技术突破性的发展、基础设施项目全面实施等,明显增加了配电系统在规划与运行方面的复杂性,使供电范围越来越大、配电结构越来越复杂。目前含分布式电源并入配电网,并逐渐在配电网系统大量应用,分布式电源的接入,潮流由单向变为双向,由此引发的故障短路特征与传统配电网存在较大不同,对分布式电源配电网故障线路快速切除,尤其是故障馈线快速识别方法与定位方法提出了更高标准。针对目前含分布式电源配电网发展的需求,总结了含分布式电源配电网的故障选线方法及定位方法研究现状,为含分布式电源配电网故障选线与定位新方法研究提供了一定参考。

一种基于频率选择的输电线路故障行波测距方法

为解决行波测距法中行波频率过高使测距所需波头幅值降低,进而导致测距失败的问题,本文通过分析频率对行波波头幅值的影响规律,提出一种基于频率选择的故障行波测距方法。首先对故障行波信号做经验模态分解(EMD),获得不同频率段的固有模态函数(IMF)分量,同时对IMF分量做Hilbert变换和一阶微分处理,提取并绘制不同高频IMF分量对应的幅值-时间曲线,通过选择波头幅值较大且频率相对低的高频IMF分量对行波波头进行检测,在保证波头检测精度的前提下,减少因行波频率过高导致信号衰减加剧的影响,最后结合三端行波测距算法完成故障测距。仿真结果表明,本文所提方法的相对误差在±0.3%以内,绝对误差在±0.9km以内,与传统的瞬时频率定位方法相比,具有更高测距精度。

基于线性控制的变电站出线故障处置策略

变电站出线接地故障会导致用户侧负荷受损,对电力系统稳定性产生负面影响。因此及时判别故障线路,消除接地故障对维持系统的稳定十分重要。部分地区以小电流接地选线装置来进行故障线路判别,但其准确度受多方面因素影响,通过对某县电网故障数据样本统计分析,梳理接地故障产生的原因、变电站小电流接地选线装置的选线原理和失准的原因,提出基于线性控制的变电站出线故障处置策略模型,为后续变电站出线接地故障预防处理,提高电压稳定水平提供参考。

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。

煤矿电网的单相接地故障选线研究

为解决采用谐振接地系统的煤矿电网在发生单相接地故障后难以正确选择故障线路的问题,提出了一种基于故障后暂态信息和聚类分析的故障选线方法。首先计算故障后各线路暂态零序电流的12种时域特征和5种频域特征来得到故障特征向量,接着将各线路故障特征向量进行归一化处理并添加辅助向量,最后通过聚类分析筛选出故障线路。该方法实现简单,适用性强,可以正确识别母线故障。仿真分析结果验证了该方法的有效性。

基于二次谐波分量的10 kV单相接地脉冲选线的研究

受电力系统结构、运行工况等因素的影响,现有选线方法均存在不足之处。为保证选线准确性,提出一种脉冲电流选线方法,该脉冲电流流过故障线路,结合二次谐波分量检测技术进行检测。对中性点非有效接地系统进行建模与仿真,结合高压试验室现场试验,以验证该方法的有效性。

10 kV配电线路接地故障定位与处理措施探讨

通过分析10 kV配电线路接地故障原因,探讨10 kV配电线路接地故障定位方法,并提出对应的故障处理措施,旨在为相关人员提供参考与借鉴。文章所提故障处理措施能够准确快速定位和解决10 kV配电线路接地故障,并迅速进行修复,从而缩短停电时间,确保用户用电连续性。