施工现场临时配电系统接地故障电流的应用

论文介绍施工现场临时配电系统中断路器作间接接触防护时,当系统发生接地故障,通过计算该系统接地故障电流的方法来确定铜芯电缆允许最大长度,以期为施工现场电气技术员及施工人员提供选择铜芯电缆最大供电半径的计算思路。

具备接地故障电流转移功能的配电网柔性多状态开关设计方法研究

针对配电网单相接地故障电流在柔性互联配电网之间流通,导致故障影响范围扩大,负荷供电可靠性降低的问题,提出利用柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMS),同时实现接地故障电流转移和负荷转供。若互联的两个配电网同时发生单相接地故障,利用FMS的双向流通性,可实现双重故障清除。根据瞬时功率理论,在dq0坐标系下,通过控制FMS的dq轴输出分量,可实现互联配电网之间的有功和无功功率交互。通过控制FMS的0轴输出分量,可柔性改变接地故障电流的流通路径,使流过故障点的电流为0,实现故障电弧抑制。利用0轴分量与dq轴分量相互解耦的关系,实现接地故障电流转移和功率交互的协同控制,在抑制故障电弧的同时,保障了受故障影响负荷的供电可靠性。仿真验证了所提方法的可行性和有效性。

低压厂用系统单相接地故障电流ETAP仿真结果与短路电流计算曲线结果的对比

低压系统单相接地故障电流是进行保护配置和设备选择的基础,但目前对单相接地故障电流的计算方法一直没有统一的标准。国内电力行业使用380 V动力中心实用算法或短路电流计算曲线进行计算,而国外采用的计算方法与国内不同,计算结果也有差距。现将国内外两种最为通用的单相接地故障电流计算方法——短路电流计算曲线法和ETAP仿真结果进行对比分析,得出二者之间的差异,并分析其原因,为单相接地故障电流的计算方法选择提供依据。

两种接地故障电流计算方法的比较

通过接地故障电流计算,确定用断路器作间接接触防护时铜芯电缆最大允许长度,通常是通过两种计算方法求解;通过对两种计算方法的比较及结果的差异分析,以期能给设计人员提供满足规范要求的设计数据参考值。

采用HHT的单相接地故障电流与励磁涌流辨识

为有效辨识中压配电网单相接地故障电流与变压器铁芯饱和产生的励磁涌流相似波形,提出一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)经验模态分解(EMD)的辨识方法。通过对故障电流和励磁涌流进行EMD特性分析,将原始信号分解为若干本征模态函数(IMF)分量,根据确定的主导IMF分量个数以及比重系数和阈值的关系,区分出故障电流和励磁涌流的波形。仿真发现,单相接地故障电流主导的本征模态函数分量仅有1个,而励磁涌流主导的IMF分量则有多个;故障电流的比重系数Ki远大于励磁涌流的Ki。仿真结果表明,该方法能够有效辨识故障电流和励磁涌流。

某道路照明设计中单相接地故障电流的计算

根据道路照明设计特点,对路灯单相接地故障电流进行了分析。

基于模糊熵权Vague集的小电流接地故障选线新方法

针对小电流接地故障的复杂性,单一的选线方法不能保证故障选线的准确率,本文提出一种基于模糊熵权Vague集的小电流接地故障选线方法。Vague集理论较传统模糊理论可以更好地将多种选线方法进行信息融合,更全面地反映各个故障特征量的隶属度、非隶属度及犹豫度。本文将稳态零序电流基波比幅法、五次谐波法、小波包分析法作为三种选线方法,根据信息熵权重法、模糊理论权重法综合确定各个选线方法的模糊熵权重,并根据Vague集决策理论中评分函数值对故障线路进行判断,仿真结果验证了该选线方法的有效性。

基于集成学习的电力系统小电流接地故障自动定位方法

为实现对小电流接地故障的精准定位,降低由于小电流接地故障导致的电力系统供电服务异常,引进集成学习技术,以某电力系统为例,设计一种针对小电流接地故障自动定位方法。对比实验结果表明:设计的故障自动定位方法不仅可以实现对架空线路接地故障区段的精准识别与诊断,还可以控制小电流接地故障的自动定位误差,提高故障点的定位准确度。

小电流接地系统接地故障处理研究

0引言现阶段国内小电流接地系统一般采用中性点经消弧线圈接地方式或经大电阻接地方式来限制接地故障电流在10 A以下,利用过零熄弧的原理,降低电弧重燃概率,防止电力设施因弧光过电压而损坏绝缘,或诱发电气火灾等次生灾害事故。

同杆并架双回线小电流接地故障特征及选线适应性分析

针对为缓解供电走廊紧张与用电需求增大的矛盾,大量单回线改造成同杆并架双回线对小电流接地故障暂稳态特征和已有选线方法适应性的影响尚未明确的问题,提出一种新的相模变换方法。建立同杆并架双回线小电流接地故障等值电路,分析线间耦合对小电流接地故障暂态与稳态特征的影响,以及当前选线方法和装置的适应性。结果表明,线间耦合不影响各出线间零模电流幅值和相位(极性)关系,已有选线方法仍然适用;线间耦合会使故障暂态电流的主谐振频率和衰减因子的分布范围增大,故选线装置的采样频率和所采用暂态信号频段范围都要适当增大。通过仿真验证了上述结果的正确性。

低压网络接地故障电流的快速计算法及其应用

本文提出当量短路电流长度的概念和低压网络接地故障电流的快速计算公式,编制了三张当量接地故障电流长度表,应用这三张表和一个计算公式,可以快速计算出接地故障电流,且精确度在±10%以内,而当要求的接地故障电流确定后,相应的线路允许长度亦可快速求得,上述过程利用CAD可在低压配电系统图生成的同时,实现导线的校验,既方便了设计,又保证了质量。

基于样本数据处理和ADABOOST的小电流接地故障选线

针对零序暂态分量的特点以及现有的信息融合技术在小电流接地故障选线中具有样本数据不均衡、维数灾难和经验风险高的缺陷,分析选线样本的特性,提出基于样本数据处理和ADABOOST法的小电流接地故障选线的新方法。首先,通过经验模态分解和快速傅里叶变换对零序信号进行故障特征提取,然后利用故障特征建立线路故障测度和利用信息增益度建立方法故障测度,进一步通过主成分分析法对故障特征样本进行降维处理以及利用SMOTE采样法处理样本的不均衡性,最后将处理后的数据运用ADABOOST进行综合选线。通过系统模型仿真,验证了主成分分析法和SMOTE采样法对样本数据处理的合理性以及利用ADABOOST选线的有效性,结果表明所提方法应用于选线具有较高的准确率和灵敏度。

中性点不接地系统小电流接地故障暂态等值电路的建立

对于小电流接地故障,暂态等值电路是故障暂态分析的主要工具,可定量计算暂态电气量,为接地故障保护、过电压防护、接地补偿及配电网中性点接地方式选择等提供理论依据。针对传统暂态等值电路忽略了线模分量且缺乏明确的参数计算方法的问题,提出一种工频等效阻抗与首谐振频率相等、首谐振频段内等效阻抗综合误差最小的模型简化原则;针对中性点不接地系统,建立了基于线路分布参数、包含故障点两侧网络的小电流接地故障复合网络模型;依据模型简化原则将复合网络模型逐级简化。最终得到一个包含线模和零模分量的等效电阻、等效电感与系统对地分布电容构成的?型暂态等值电路,以及模型参数的准确计算方法。相比于传统暂态等值电路,所提出的暂态等值电路具有更高的模拟精度和更强的适用性。

中性点经消弧线圈接地系统小电流接地故障暂态等值电路及暂态分析

对于经消弧线圈接地系统的小电流接地故障,传统暂态等值电路存在忽略线模信息、消弧线圈位置不准确、缺乏具体参数计算方法等缺陷,无法用于故障暂态的定量分析和计算。建立包含故障点上下游网络的小电流接地故障分布参数模型,利用模型简化原则建立由等效电阻、等效电感、系统对地分布电容及消弧线圈等效电感构成的Γ型精确暂态等值电路。基于简化原则推导出表达形式简单、满足工程应用需求的简化参数计算方法。与传统暂态等值电路相比,所建等值电路包含线模和零模信息,等效电感近似等于故障点到母线间线路的零模电感与2倍线模电感之和,且消弧线圈接于母线处更符合实际情况。针对低阻接地、高阻接地,分别给出暂态电流的解析表达式,分析暂态主谐振频率、幅值、衰减因子等要素随故障条件的变化规律,分析结果有助于更全面把握故障暂态特征。最后利用仿真及现场故障数据验证了所建暂态等值电路模拟精度更高、适用性更强、暂态分析结果正确。

基于暂态零模电流近似熵的小电流接地故障定位新方法

提出一种通过计算暂态零模电流近似熵确定小电流接地故障区段的新方法。该方法以故障点两侧暂态零模电流波形差异较大为基础,分别求取沿线各检测点暂态零模电流的近似熵。健全区段两端暂态零模电流近似熵基本相同,其近似熵之比接近1;故障区段两端暂态零模电流近似熵差异大,其近似熵之比(数值小的与数值大的之比)最小,利用此特征可以确定故障区段。该方法数据传输量小,各检测点不需要精确时间同步。最后通过仿真和现场试验验证了该方法的正确性。

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。

配网自动化系统小电流接地故障暂态定位技术

分析了小电流接地故障的暂态过程、暂态电流分布特征,以及配网自动化(DA)系统实现接地故障定位面临的问题。介绍了暂态功率方向定位方法和暂态电流相似性定位方法的原理和特点,提出了综合利用两者特点确定故障区段的方法:利用前者大致估计故障所在区段,利用后者确定具体的位置。最后阐述了故障选线装置接入DA系统的必要性,给出了DA系统接地故障定位流程。静态模拟试验和现场运行结果均表明,基于所提方法的DA系统故障定位功能成功率高,且可有效辨识故障和扰动。

基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法

动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)距离可度量2个时间序列的相似性,且具有良好的耐同步误差特性和容错特性。配电网发生单相接地故障时,流过线路健全区段两侧的暂态零序电流几乎为同一电流,采样数据差异小,DTW距离也较小;而流过故障区段两侧的暂态零序电流存在明显差异,DTW距离较大;据此,提出一种基于暂态零序电流数据DTW距离的配电网小电流接地故障区段定位方法。当各馈线终端(feeder terminal unit,FTU)启动算法检测到接地故障发生后,将检测到的故障前后共1个工频周期的暂态零序电流采样数据上传主站,主站基于给定的故障区段搜索策略,通过计算相关暂态零序电流的DTW距离确定故障所在区段。该方法区段搜索效率高,故障定位速度快,各FTU启动时间同步误差及上传数据误码对定位准确性影响小。仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。

小电流接地故障分界新技术

着重分析配电线路中不同区域发生小电流接地故障时,分界开关处的稳态故障特征以及各种工频分量分界方法,并提出一种新的分界方法——工频零序电压电流综合法。该方法综合利用分界开关处零序电压和零序电流的幅值与相位特征识别故障区域,判定结果不受消弧线圈补偿度、过渡电阻大小以及电压、电流互感器传变误差的影响,具有更高的准确性。此外,还解决了分界技术在实际应用中会遇到的若干问题,增强其实用性。

综合暂态与工频信息的谐振接地系统小电流接地故障选线

对于谐振接地系统,利用工频电流的小电流接地故障选线方法不再适用,而受现场普遍存在的电压互感器/电流互感器接线极性反接问题影响,利用暂态电流极性比较与暂态无功功率方向的选线方法也易出现误选。文中在分析过补偿方式谐振接地系统中接地故障暂态与工频零序电流/无功功率分布差异的基础上,提出两种综合利用故障暂态与工频分量的全信息量选线方法,即:与任一其他线路暂态零序电流极性关系与工频零序电流极性关系均不一致的线路为故障线路;或暂态无功功率与工频无功功率流向不一致的线路为故障线路。两种方法均可有效避免因电压互感器/电流互感器接线极性反接或不确定造成的误选,扩大了对现场条件的适用性,提高了选线可靠性。仿真与现场数据验证了算法的有效性。