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。

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。

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。

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。

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。

一起电压互感器故障引起主变跳闸事故的分析及处理

针对某电厂发生的发电机出线侧电压互感器故障导致主变跳闸事故,对事故的整个过程进行了分析。通过对故障跳闸前和跳闸时的录波数据、保护跳闸报文以及故障设备的综合分析,判断本起事故是由于发电机出线侧电压互感器c相二次侧接地,进而导致电压互感器a、b相一次侧先后接地,最终演变为两相接地短路故障,并通过理论计算验证分析判断的正确性。在全面核查主设备参数时,又发现电压互感器的绝缘参数低于规程要求。为了彻底解决此问题,提出了相应的处理方案,采用国产电压互感器替换进口电压互感器。经过整改后,电压互感器的工频耐受电压水平得到了提高,从而提高了机组运行的可靠性和安全性。

基于改进蚁群算法的配电网故障定位

目前配电网的故障定位采用故障电流分析方法,在实时信息序列中存在畸变信息时有可能错判或误判,导致城市配电网发生故障时无法快速准确定位的问题。首先对蚁群算法进行改进,采用了一种根据蚁群算法搜索情况来自适应动态修改信息素的方法,使得算法更好地跳离局部最优解,然后通过建立适当的数学模型,对IEEE-33节点测试系统进行了仿真计算,最终结果证明了该算法在配电网故障定位方面的有效性。

基于相电流突变量的配电网单相接地故障区段定位

配电网在单相接地故障后,对健全线路及故障线路上故障点之后的部分,三相电流突变量大小相等、波形一致;而故障线路中故障点之前的部分不具有该特征。据此提出一种基于相电流突变量的配电网单相接地故障区段定位方法:在各线路出口及分支处安装接地故障检测装置,独立测量比较各相电流突变量,即可识别出故障区段,结合网络拓扑即可实现故障区段定位。给出了具体的故障定位流程和判据。仿真实验证明了该方法能正确、可靠地识别故障区段。所述方法原理简单,仅需测量电流,且具有自举性,有望应用于实际配电网中。

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。

基于零序电流突变量的配电网单相故障带电定位判据

谐振接地配电网发生单相接地短路故障时,可以继续运行1～2h,如果在此期间可以排除故障,将可实现配电网的持续性供电。针对谐振接地配电网单相接地故障,通过分析变电站出线端的线路分支故障、非出线端线路分支故障以及故障点前后的零序电流特征,提出一种利用零序电流突变量进行带电故障定位的判据,利用此判据可以很好地解决谐振接地配电网单相接地故障带电定位的难题。通过ATP仿真,验证了该判据的正确性和有效性。

基于暂态相电流的小电流接地故障定位研究

提出一种利用三相电流中的故障电流暂态分量实现小电流接地故障定位的新方法。故障点上游线路,故障相的故障电流暂态分量约等于3倍的上游暂态零模电流,方向为由故障点流向母线;而健全相的故障电流暂态分量约等于故障点下游暂态零模电流,且由母线流向故障点。故障点下游线路,故障相和健全相的故障电流暂态分量均约等于下游暂态零模电流,方向为由故障点流向负荷。在此基础上,定义和求取方向参数,根据故障点两侧方向参数的不同实现故障定位。该方法只需本检测点的三相电流信号,不需电压信号,也不需相邻检测点时钟精确同步。

配电混合线路双端行波故障测距技术

该文提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线、电缆混合线路单相接地及相间短路故障测距,分析了故障初始行波模分量的暂态特征。研究发现,尽管中性点非有效接地系统单相接地故障后线路稳态线电压保持不变,但其故障暂态过程仍产生行波线模分量,这样单相接地及相间短路故障均可利用参数比较稳定的行波线模分量作为测量信号。分析表明行波在配电混合线路传播过程中发生复杂的折、反射,应该利用双端行波测距法测量故障距离。针对架空线和电缆波速度不一致的问题,给出了基于时间中点的故障点搜索算法。分析了电压、电流行波在线路末端的反射规律,为选择合适的行波测量信号提供了理论基础。现场试验表明文中所述方法可行有效。

导纳互差之绝对值和的极大值法小电流接地选线研究

在详细分析了小电流接地电网零序测量导纳分布的基础上,提出了一种新的小电流接地选线方法——导纳互差之绝对值和的极大值法。该方法有效地拉大了故障馈线与非故障馈线故障判断量的差距,极大地提高了保护裕度。由于该方法所用的故障判断信息大,使其抗干扰能力大为增加。运行情况证明,该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性。

10kV电压互感器损坏的仿真计算研究

针对近年来提出的在中性点不接地系统中调节参数避免铁磁谐振的理论,分析中性点不接地电网发生单相接地时产生串联和并联谐振的条件,得出并联谐振电路能更好地反应系统的实际情况。在电力系统电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)中,按JDZJ-10电压互感器的试验参数进行仿真计算分析。仿真结果表明,减小10kV系统中的对地容抗参数不能避免谐振,只是谐波的次数更低,还会导致单相故障发生瞬间故障相电容上冲击电流增大和故障消失瞬间故障相的电压互感器的过电流增大。

基于无线通信的配电网单相接地故障定位系统及其动模实验

为解决配电网小电流接地系统的单相接地故障定位难题,研发了一套基于无线通信的配电网单相接地故障定位系统,该系统主要包括线路测量单元和监控主站2部分。线路测量单元安装在配电网各主要节点上,监控主站配置在变电站中。该系统通过ZigBee模块实现单元子节点之间的通信,通过GPRS模块实现测量单元与主站的通信,全网通过GPS实现同步采样。该系统适用于多种故障定位方法,能够实现电气量同步采集、无线通信、数据存储、状态监测和故障定位等功能。与定位系统相对应,还提出一种"先定段,后定位"的故障定位思想。理论分析、PSCAD仿真和动模实验验证了该系统和所提故障定位思想的正确性和有效性。

行波小波系数极大值极性法接地故障选线研究

为正确确定故障线路,保证系统安全,提高供电可靠性,研究了配电网中单相接地短路故障时的暂态行波特性。分析变压器的暂态行波特性及其对母线行波电压和线路行波电流的影响表明,行波初始过程中母线电压及各线路电流暂态行波的小波系数的显著规律是故障线路电流暂态行波0模量初始波头的小波系数的极大值极性,总是与其它线路电流和母线电压相反。然后利用暂态行波的小波系数极大值极性特征构成了一种新颖的故障选线保护判据,即利用母线零序电压突变量判断单相接地的时刻,通过识别母线电压及各线路电流初始波头小波系数的极大值极性特征,判断故障线路。利用MATLAB建立了一个典型的配电网系统模型,仿真结果证明该选线算法的有效性,最后对该法的应用提出相关的建议。

小电流接地系统单相接地故障选线测距和定位的新技术

按照小电流接地系统单相接地故障的特点，本文提出了通过检测注入信号的路径和特征来实现故障选线、测距和定位的“S注入法”选线、测距和定位新原理，导出了有关的公式和算法，研制出了相应的装置，并已在较大范围内推广应用。“S注入法”的主要特点有：（1）通过接地时暂时处于空闲状态的接地相PT注入信号，毋需增加任何一次设备，不会对运行设备产生任何不良影响；（2）注入信号具有不同于系统中任何一种固有信号的特征，对它的检测不受系统运行情况影响；（3）注入的信号电流仅在接地线路接地相中流通，不会流系统的其它部位。

小电流接地故障谐波分析及其对谐波选线的影响

针对小电流接地系统单相接地故障的谐波选线原理,分析了电源侧、负荷侧和故障点自身的谐波源及其产生的故障谐波电流特征,在分别分析其独立作用对谐波选线影响的基础上,综合分析了多谐波源共同作用时对谐波选线的影响。研究表明:电源侧和负荷侧谐波源起主导作用,其主要通过故障点故障前谐波电压体现;故障点谐波源产生的谐波电流小、作用可忽略;各谐波源的大小、相位和故障点相对谐波源的位置是影响谐波选线的主要因素。仿真验证了上述观点。