基于少量测点的风电场集电线单相接地定位方法

风电场集电线上有很多风电机组接入,且所接系统为中性点经电阻接地,故现有电力线路故障定位方法难以应用。为此,提出了一种基于故障后少量电流量与线路母线电压数据的风电场集电线单相接地故障定位方案。该方案在应用时不存在其他故障定位方法的分散相量同步采集问题。首先,根据风电机组变压器高压侧三角形接线和风电场中性点经电阻接地构成零序回路的特点,使用零序电流分布构建了故障区域判断方法。然后,通过分析风电机组电流与线路电流的关联关系,形成了风电机组电流估算方法,由此补偿线路电流,针对故障区域实现单端量故障测距。该方案将新型区域判断和测距方法相结合,能降低测点需求,可适用于含分支集电线工况。仿真验证结果表明,所提方案能够准确实现故障区域判断与故障测距,定位效果不受故障位置、过渡电阻、故障初相角等因素影响。

基于STM32的配电网单相接地故障定位系统的设计

配电网故障定位系统对电网供电可靠性具有重要意义。针对配电网单相接地故障,利用某高压实验平台搭建10 kV配电网仿真模型,提取零序电流暂态分量作为故障特征量,以STM32为主控芯片,设计了一套符合中小型企业的配电网故障定位系统。该定位系统硬件设计方面主要包括数据采集模块、数据处理模块、运算控制单元和通信模块;软件设计方面主要包括模数转换程序、故障定位程序。测试表明,该定位系统能够准确、及时地判断出配电网单相接地故障发生的区间段。

基于FTU的配电网单相接地故障定位与恢复方法

配电网发生最多的故障是接地故障。针对准确地检测隔离接地故障线路并尽快恢复供电,提出基于配电开关监控终端(FTU)的配电网单相接地故障定位与恢复方法。利用配电网各节点FTU的小波包变换暂态选线及相电流暂态特征选线技术,结合故障路径自适应处理控制策略,配合首开关延时合闸逻辑,从而实现多分支配电网故障定位与自动隔离恢复。所提方法能够快速选出故障线路并隔离故障区段,有利于故障快速消除,提高系统运行的安全性、可靠性。

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。

基于线路容流暂态信号能量流向特征的小电流单相接地故障区段定位算法

针对配电网小电流系统单相接地故障定位难的问题,提出一种基于线路容流暂态信号能量流向特征的小电流单相接地故障定位算法。该算法能够在故障发生时准确识别故障线路并定位故障区间,同时对故障前后波形的离散采样数据进行软件滤波,得到线路的容流暂态信号分量,利用其能量流向特征对单相接地故障进行识别和区段定位。实验结果表明,所提算法能够准确区分出故障与非故障线路区段,具有自举性,可方便应用于就地型馈线自动化开关节点,具有较好的实用性。

小电流接地配电网馈线单相接地故障零序阻抗特性分析

文章以暂态零序特征为着眼点,从频域角度对小电流接地系统发生单相接地故障后的特性进行详细探讨。从线路入端零序阻抗这一随频率变化的特征量入手,深入挖掘了配电网系统中各馈线零序阻抗的阻抗特性,详细探讨了零序阻抗的幅值、相角随频率的变化规律,并针对不同的中性点接地方式以及线路是否健全加以分析,为更好地利用零序暂态信号,提高故障检测正确率夯实了基础。最后通过PSCAD搭建仿真模型验证了该特性。

基于多频带多特征融合的配电网单相接地故障选段方法

针对现有配电网单相接地故障选段方法存在的通信负担重、阈值设置困难及故障特征量单一等问题,提出一种基于多频带多特征融合的配电网单相接地故障选段方法。首先,利用小波包变换分别对故障后首半个工频周期的零序电压导数和零序电流进行分解和重构,得到原始波形的不同频带分量。其次,根据不同频带分量间的极性关系分别引入伏安特性特征向量与零序功率累加和作为故障特征。最后,筛选特征频带并构造基于特征频带与故障特征融合的选段判据。仿真实验及现场数据验证结果表明,所提方法能够有效实现单相接地故障免阈值就地选段。

基于同步挤压S变换的谐振接地系统单相接地故障区段定位方法

谐振接地系统单相接地的故障特征微弱,故障区段难以定位。根据健全与故障区段电流低频能量差异大的特点,利用同步挤压S变换挤压、重组低频区段电流,增强故障特征辨识度;计算各区段能量比值,将能量比值最大的判为故障区段,提出基于同步挤压S变换的故障区段定位方法。以全频区段电流重组信号的峭度因子构建保护启动判据。不同故障条件影响下,大量PSCAD仿真测试了所提启动和区段定位方法的性能及可行性,现场数据验证了所提方法的有效性。

输电线路单相接地故障单端测距算法设计

受线路复杂耦合的影响,输电线路故障分析结果容易产生较大的测距误差。针对此问题,提出输电线路单相接地故障单端测距算法设计。根据行波的反射与折射情况,测定初始行波从故障点到达母线的距离,判断线路发生单相接地故障的具体位置;应用电路理论推导故障点参数分布情况,建立故障点电气参数频域微分方程;选择相模变换解耦模型完成分量转换,实现单相接地故障的单端测距算法设计。实验结果表明:所设计新算法可以实现故障点距离精准测算,测距误差不超过0.02%,能够有效应用在不同的接地故障模式中。

矿山供电系统单相接地故障区段定位方法

中性点非有效接地的矿山高压供电系统发生单相接地故障后,故障暂态过程交叉干扰严重,故障信号呈现出很强的非线性、非平稳性、高时变性和复杂性,故障定位难度很大。针对此难题,提出了一种基于分布散度的故障区段定位方法。首先,通过等效电路分析了故障特性,研究并采用Choi-Williams分布(Choi-Williams Distribution,CWD)时频能量谱克服故障信号中多频率成分交叉干扰。然后,采用改进KL散度表征故障区段上下游信号时频分布差异,处理上下游信号CWD时频能量谱中重叠部分,消除故障区段上下游信号相似成分的不利影响。在此基础上,借助零序电流信号CWD-KL散度构建了故障定位判据。最后,仿真测试与对比分析验证了所提方法的有效性与优越性。

基于ICEEMDAN-GWO-SVM的煤矿井下单相接地故障选线

为解决煤矿配电网发生单相接地故障时,难以对故障线路准确识别的问题,提出一种基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)的灰狼算法优化支持向量机(GWO-SVM)配电网单相接地故障选线方法。采用ICEEMDAN对不同工况下的每一条线路的零序电流进行分解,对各线路分解后的第一个模态分量IMF1求裕度因子、残差量相对能量系数和综合相关系数,然后将求解出的3种特征值组合形成特征向量,最后输入GWO-SVM中进行模式识别。通过Matlab/Simulink搭建包含4条馈线的10 kV配电网仿真模型进行验证。仿真结果表明,该方法不受故障位置、故障初始角、过渡电阻的影响,具有较高的选线准确率。

中压交流系统低电阻接地方式特点简析

根据中压交流系统低电阻接地方式的特点,结合继电保护和系统安全要求,介绍两种低电阻阻值计算方法,给出阻值选择的建议。此外,中压交流系统不同接地方式对设备选型有重要影响,结合标准规范要求,对设备选型差异进行梳理,以供设计人员参考。

基于量子遗传算法的配电网单相接地故障定位方法分析

阐述基于量子遗传算法的配电网单相接地故障定位方法。以检测出配电网线路暂态零序电流信息作为单相接地故障特征,以电流实际检测值和期望值之间差值最小为目标,构造对应的目标适应度函数作为单相接地故障选线判据,引入量子遗传算法求解函数,完成配电网单相接地故障区段定位。

高压单芯电缆护层单相接地故障的自动监测方法分析

阐述针对现有监测方法在对高压单芯电缆故障监测时,无法确定护层单相接地故障具体位置的问题。结合高压单芯电缆的运行特点,构建高压单芯电缆护层单相接地感应电压模型,辨识故障发生后测量数据中存在的不良数据,并将其剔除。结合混沌粒子群算法,通过迭代寻找全局最优粒子,实现对单芯电缆护层单相接地故障的定位,完成自动监测。

大型发电机注入式定子绕组单相接地故障定位方法

大型发电机内部结构复杂,单相接地故障会导致定子绕组电势不平衡问题,使得最终定位结果相对误差较大。为解决大型发电机在运行过程中可能出现的单相接地故障问题,需对大型发电机注入式定子绕组单相接地故障定位方法进行研究。分析大型发电机注入式定子绕组结构,构建暂态网络模型,明确定子绕组工作模式。根据发电机定子线棒接线图,绘制定子分支电势分布图。从定子结构特性出发,建立单相接地电势相量近似分布图,通过数学推导获取电势相位角。考虑绕组电势相位特征的情况下,利用零序电压、故障相电势、过渡电阻等参数,定位具体的单相接地故障位置。研究结果表明:该方法故障定位结果相对误差始终低于1%,满足故障定位要求。

110 kV及以上输电线路单相接地故障点自动定位方法

为提升单相接地故障定位精度,提出110 kV及以上输电线路单相接地故障点自动定位方法。采集110 kV及以上输电线路故障信号,并使用行波信号对其进行提取分析,基于故障行波信号测量故障距离,定位单相接地故障点。测试结果表明,该方法能够实现高精度的故障定位,应用效果较好。

基于多源信息的配网单相接地定位研究与应用

针对配网单相接地故障区段定位困难问题,通过理论分析提出了基于相电流、零序电流突变的研判方法。利用不同配电自动化终端的采样特性,综合多设备的遥测量,实现配网线路单相接地的精准定位。将相关方法应用于配网单相接地故障研判,在不增加监测装置的条件下有效提升了故障处置效率,结果验证了所提故障定位方法原理简单、定位速度快、准确率高。

基于甚低频地电流的线路单相接地故障快速定位技术

低压配网系统接地故障点的查找一直是影响配网稳定运行的难题。由于故障接地位置难以快速定位,往往会导致抢修延误、频繁送电失败等问题,严重影响了系统的安全性和可靠性。通过对单相接地故障的研究,提出了一种基于甚低频地电流的接地故障快速查找技术,该技术具备检测精度高、不受电缆电容效应干扰、不受同塔高电压线路电场干扰、可验证线路绝缘水平、双重化防误操作保护等优点,通过在故障处施加可控的安全甚低频信号,利用无线数字绝缘甚低频钳表检测信号电流,即可快速定位故障点。

配电线路行波故障测距初探

探索综合利用故障初始电流、电压行波线模分量实现配电线路双端故障测距的新方法。根据不同配电线路的结构特点,分别提出了“电流-电压”、“电压-电压”和“电流-电流”3种双端行波测距模式。简要分析了小电流接地故障及相间短路故障的行波特征,阐述了故障行波信号的获取、故障过渡电阻、配电网混合线路、多分支线路以及行波波头的准确标定等影响故障测距的关键技术问题。提出利用线路末端配电变压器传变电压行波,解决配电线路末端行波信号不易获取的问题。最后通过现场试验初步验证了该方法的可行性。

基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法

配电网多为树形结构,分支多,单端定位或双端定位方法都很难准确定位故障。针对B型行波和配电网树形结构,提出了一种多端行波故障定位方法。该方法利用接地故障时刻产生的行波第1波头到达配电网线路各末端的时刻进行故障定位。利用行波故障定位基础理论,建立了多端行波故障定位的理论依据,考查了定位方案在配电网中的优越性。采用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方案在配电网中遇到的各种情况进行了仿真分析。仿真结果表明,在配电网单相接地故障定位中,多端行波定位法只利用接地故障初期很短时间内的暂态行波信号,接地故障后期的故障发展情况对开始的暂态行波信号并无影响,所以运用多端行波定位法能够快速准确地找到故障点。