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10 kV单相接地引发三相短路故障的辨识与分析

针对一起10 kV中性点非有效接地系统中由单相接地引发两相异地接地短路,最终发展为三相短路的事故案例,通过故障录波及现场故障信息情况进行辨识分析,得出了故障原因,并提出了防范措施及建议。

高压断路器T100a开断试验最后电流半波参数及TRV参数计算

非对称短路故障开断试验T100a是高压交流断路器型式试验的重要试验项目,中性点非有效接地系统中的断路器首开极系数为1.5,暂态恢复电压(TRV)具有两参数或四参数特征。通过建立T100a开断试验短路电流和电压表达式,分析与计算了中性点非有效接地系统中首开大半波和延长大半波情况下的三相开断过程,进一步计算了两种情况下首开极和晚开两极的最后电流半波参数及TRV参数。并分别以额定电压40.5 kV和额定电压126 kV断路器进行T100a开断试验为例计算了最后电流半波参数和TRV参数,计算结果为断路器的开断试验提供考核依据。

关于钢铁企业10 kV供电系统中母线低残压保护的应用实践

在中性点不接地系统中,系统发生单相接地时,故障相电压降低,非故障相的电压升高到线电压,将造成系统电压缺相。同时,电网中的操作过电压或受到雷击,也会使系统电压突然上升,电压互感器产生很大的铁磁谐振,导致电压互感器烧毁。运用低残压装置,可有效提高母线过电压的抑制能力,降低母线绝缘部分发生绝缘闪络导致故障的机率,提高供电系统运行的稳定性。

基于零序全电流与全电压变化率互相关性分析的故障选线方法

为进一步提高配电网故障选线准确性,提出一种基于馈线零序全电流与母线零序全电压变化率互相关性分析的单相接地故障选线方法。通过分析中性点非有效接地系统中馈线零序电流和母线零序电压间关系,发现非故障馈线上零序全电流波形与母线零序全电压变化率波形变化趋势相同,而故障馈线上两者之间变化趋势相反或不存在明确的线性关系。首先,求取母线零序全电压变化率;然后,基于波形相似度原理定量分析各馈线零序全电流与母线零序全电压变化率的互相关系数;最后,构建互相关系数组,通过组内数据与阈值比较完成故障选线。仿真试验及现场数据分析结果表明,所提选线方法准确且适应性强。

中性点不接地系统PT探讨

中性点不接地系统(Ungrounded Neutral System,简称UNS)是一种用于电力系统的电气接地方式,其在中性点不与地相连,而是通过电抗器与地隔离,从而实现电气隔离保护。文章将重点探讨UNS的原理及其在铜业方面的应用,分析其优缺点及在实际工程中的注意事项。

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。

基于暂态分量遗传算法的小电流接地故障定位方法

对于小电流接地系统单相接地故障定位问题,目前用于主站的定位方法较简单,不适用于结构复杂的配电网,且容错率较差。提出了一种基于暂态分量遗传算法的小电流接地故障定位方法,故障发生后,终端利用实时测量的暂态零序电流和零序电压的相位关系进行编码,主站收到编码后启动遗传算法搜寻故障区段并输出定位结果。该方法同样适用不接地系统和谐振接地系统,并且定位判据的获得比较简单,各终端之间不需要GPS对时,另外还具有一定的容错性。通过现场实际验证,证明了该定位方法的可行性。

基于故障相暂态信号特征的二维故障选线法

中性点非有效接地系统发生单相接地故障时,故障出线故障相与非故障出线故障相的暂态信号在能量集中频段和信号幅值上存在较大差异:前者幅值大、能量集中频段低,而后者特征恰好相反。为此提出一种基于故障相暂态信号能量和重心频率的二维故障选线方法,利用二维选线判据中包含的故障暂态信号在频域的整体分布特征进行选线,二维判据相互补充,大大增加了选线可靠性。该方法同时适用于纯架空线路和存在电缆出线的混合线路网络,在中性点不接地和谐振接地系统中都适用,并且在故障初相角为0以及高阻抗故障时都有效。对不同情况下的实际仿真证明了所提方法的正确性、有效性和适应性。

中性点非有效接地系统单相接地故障暂态零模电流获取方法研究

提出利用空间磁场感应原理获取中性点非有效接地系统架空线路单相接地故障暂态零模电流分量。详细分析了单相接地故障时架空线路周围故障磁场的特征,分析发现,架空线路下方磁场与零模电流基本成线性关系,通过感应该处的磁场变化就可以获取单相接地故障暂态零模电流分量。提出利用霍尔传感器感应架空线路周围空间磁场,并阐述了实际应用中诸多关键技术问题的解决办法。最后通过仿真及实验验证了上述方法可行有效。

基于RS维数的小电流接地系统故障选线和定位

建立了基于线路分布参数的单相故障零序等效模型,通过分析故障/非故障线路的暂态零序电流,得到了它们的内在特性:在低频段内,故障线路零序暂态电流幅值大于非故障线路的,并且随着故障距离的增加而幅值呈一定规律减小。不同内在特性必然导致不同的外在表现。根据分形维数由信号波形的频谱分布决定的特点,给出了故障选线的RS维数判据和故障定位的RS表达式。与其他方法相比,它的理论模型精确,选线简单,定位精度高,不受CT极性影响,能较好地反映出线路的暂态特性和电流波形特点。大量的仿真试验也证明此方法有效。

配电网单相接地故障处理保护化关键技术

为了提高中性点非有效接地系统单相接地故障处理能力,论述了变电站内外单相接地保护化的实现方式。探讨了跳闸延时时间、重合闸后故障性质判断、零序电压变化暂态过程影响的克服、间歇性弧光接地的处理、相继故障处理等关键技术问题及其解决途径。阐述了构筑消弧线圈系统、站内单相接地保护和调度自动化系统自动推拉组成的单相接地故障处理三道防线的概念,提出了依靠现场系统测试来保障单相接地保护应用效果的方法。结合西安市三环以内56个变电站单相接地保护化改造案例及其成效,说明所建议方法的可行性和有效性。

基于两相电流变换的小电流接地系统故障选线新方法

提出了两相电流旋转变换小电流接地系统单相接地故障选线新方法(简称两相法)。两相电流旋转变换,即每条线路a,b和c相电流与滞后其120°的b,c和a相电流经-60°旋转相加。新判据为非故障线路本身的3个两相电流相等;故障线路本身的3个两相电流之间幅值和相角不同。计算机仿真表明该算法不受故障电阻和负荷的影响,当系统发生单相接地故障时,能准确辨别故障线路。

数字化变电站中小电流接地选线装置的设计

目前35 kV以下数字化变电站的过程层与间隔层之间存在3种不同的架构,分别是IEC 61850-9-1标准、IEC 61850-9-2标准,以及小模拟量传输标准。针对3种架构的特点及小电流接地故障选线装置的特殊要求,提出了在3种不同架构数字化变电站中的选线装置设计方案。深入分析了3种设计方案的优缺点、通用性,以及技术经济性。针对35 kV以下系统电子式互感器的特点以及系统技术经济的要求,提出在35 kV以下数字化变电站中应采用基于小模拟量采样的分布式选线设计方案,该方案通用性最强、技术经济性最好。

小电流接地系统单相接地与谐振状态辨识技术

小电流接地系统在发生单相接地和谐振状态时,都表现为零序电压升高,现象非常相似。传统选线装置仅依靠零序电压和零序电流启动不能有效辨识单相接地和谐振状态,容易造成误动。经过理论研究,重点分析了消弧线圈断线谐振和PT铁磁谐振的特征,详细对比了单相接地与谐振状态两种情况下三相电压及零序电压的差异,并在此基础上提出了综合对比零序电压和相电压的辨识技术。通过现场实际运行数据对该方法进行了验证,表明该方法能够有效提高选线装置的动作可靠性,满足实用要求。

基于行波模值比值与极性的选线选相法

鉴于小电流接地系统β、γ模量行波选线判据繁琐、相电流行波选线不能确定故障相,文中运用初始行波选线研究结果,推导β、γ模量比值关系式,结合相电流行波选线原理,综合提出一种新型的选线定相的方法,该算法通过判定相电流初始行波及两模量模极大值比值和极性进行在线分析,能更快更准选线定相,适用于安装有两相或三相TA的系统,满足不同现场的情况,最后通过仿真验证了本方法是正确有效的。

基于傅立叶算法实现的小接地电流系统单相接地故障选线研究

针对最大△(I sinφ)算法在计算过程中需要引入一个中间参考正弦信号,可靠性低且计算量较大的问题,引入了傅立叶算法实现最大△(I sinφ)小接地电流系统故障选线,采用该方法对中性点不接地系统进行分析,避免了多次求取电压和电流的相位过程,减少了投影和乘法运算次数,提高了运算速度,对于中性点经消弧线圈接地系统,在系统发生单相接地故障的暂态过程中,该方法同样有效。算例中设计了10 k V不接地系统,采用ATP-EMTP软件进行仿真,对故障在线路和母线上时进行故障线路选择。研究结果表明:该算法能更加可靠、快速地实现选线功能。

基于GSM短信技术的小电流接地选线装置

结合我国中低压电网运行需要,设计了一种采用无功功率方向选线方法的小电流接地选线装置,包括硬件的整体结构和算法上选择。提出了提高选线准确性的可行措施,有效克服了基于稳态分量选线方法的固有缺陷。最后,提出采用GSM短信技术实现远程报警和数据传输,并进行了软件实现,证明了该项技术在电力系统中应用的可行性。

500kV变电站35kV电压互感器爆炸事故分析

分析了不接地系统两相经过渡电阻接地,非故障相电压升高,产生电弧接地过电压,激发铁磁谐振的复故障过程特征。基于故障数据,采用相量分析方法,对某500kV变电站35kV互感器爆炸事故进行了快速的故障定位分析和判定,提出了有效的防范措施。现场实践证明了该方法的简捷有效性,对变电站快速诊断事故及进行有效的防范具有一定的参考意义。

小接地电流系统单相接地消弧、过压、感电、保护技术研究与应用

电力系统中性点接地是一个综合性技术问题,文章从张家口地区运行情况出发,针对目前系统采用的中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统存在的熄灭接地电弧能力低及系统发生人身感电时、间接性接地过电压时、设备内部故障接地时,无保护能力等诸多问题,在深入研究保护方法的基础上,利用先进的电子技术结合电气原理,将上述系统变为智能接地系统运行的保护方案。