架空配电线路故障电弧的电磁辐射特性及故障定位应用

针对架空配电线路电弧接地故障点定位难题,该文研究架空配电线路故障电弧的电磁辐射特性,探索基于电磁辐射信号的电弧故障定位方法的可行性。通过10 k V配网真型故障模拟试验平台,分析接地电弧电磁辐射的时域与频域特性及传播衰减规律,结果表明:电弧电流的电磁辐射特征频段为20~30 MHz,该特征频段不会受到中性点接地方式、电弧接地介质与线路结构参数的显著影响,且特征频段内辐射信号在传播过程中衰减较慢。在此基础上,设计一种小型化三角形单极子–环形组合平面天线,工作频率为20~500 MHz。利用自制天线开展小型电弧故障定位实验,为后续配网电弧故障定位的应用研究提供基础。

基于小波分析的配电网电弧接地故障选线方法

鉴于城市中低压配电网电容电流急剧上升,单相接地故障电弧难以自熄,易产生电弧接地过电压及扩大事故,探究谐振接地系统(NES)电弧接地故障的可靠选线方法是保障配网稳定安全运行的基础。首先,建立NES发生电弧接地故障的等值电路,分析故障、健全线路之间零序电流存在的差异。其次,通过引入动态弧长参数改进Schwarz电弧模型,并采用MATLAB/Simulink搭建改进Schwarz电弧仿真模型,在此基础上搭建某城市中压配电网电容电流超标场景下的纯电缆线路系统电弧接地故障模型。再次,设置典型故障条件模拟任意线路的电弧接地故障,提取各线路零序电流进行coif小波分解,提出当出线发生电弧接地故障时,故障线路与健全线路非工频零序电流模极大值的极性相反;当母线发生电弧接地故障时,提出所有出线非工频零序电流模极大值的极性相同的电弧接地故障选线判据。最后,设置典型的故障条件验证了该方法对NES电弧接地故障选线的有效性。结果表明:在不同的过渡电阻、故障点距离、故障时刻相位角等典型故障工况下,所提方法均能正确选择出电弧接地故障线路。

非有效接地电网单相电弧接地故障的建模及仿真

单相电弧接地故障是中压配电网中的主要故障形式,建立准确的接地电弧模型对于故障分析是十分必要的。文中比较了现有的几种电弧模型的优缺点,在基于弧隙能量平衡理论的动态电弧模型的基础上建立了接地电弧模型,在PSCAD平台上构建了10kV配电网模型及接地电弧模型。通过与实际实验波形的比较,表明接地电弧模型能有效地反映接地电弧的性质。然后将此模型用于仿真2种不同的间歇性电弧接地故障,其过电压倍数符合实际情况,从而间接证明了接地电弧模型的正确性。

基于ATP-EMTP的电弧接地故障的建模及仿真

对配网频发的单相电弧接地故障,建立能够正确反映其特征的数学模型是十分必要的。运用弧隙能量平衡理论在ATP-EMTP上建立接地电弧模型,进一步研究了电弧模型中主要参数对电弧特性的影响规律,达到了反映电弧故障物理特性的目的;最后,将此模型应用于某10 k V配网间歇性电弧接地故障,其过电压倍数符合实际情况,验证了模型正确性。

矿井中性点不接地系统电弧接地故障的仿真研究

漏电保护是保证煤矿井下安全供电、防止人身触电的重要措施。通过分析煤矿井下漏电保护的现状,针对井下漏电保护装置对电弧接地故障检测灵敏度不高的不足,从工频熄弧理论计算和EMTP-RV仿真2个方面,对中性点不接地系统电弧接地故障时零序电压及故障支路、非故障支路零序电流变化规律进行分析研究,总结了煤矿井下供电系统电弧接地故障的暂态特性,为煤矿井下高产高效综采工作面供电系统漏电保护装置的设计提供理论依据。

基于RTDS的电弧接地故障自定义建模及仿真分析

电弧接地故障建模仿真对于电气设备的研制和电力系统安全运行的分析具有重要意义。基于实时数字仿真仪(RTDS)平台对电弧接地故障进行建模仿真。对Cassie电弧的连续系统数学模型进行数值逼近,将其转换成离散系统数值递推模型;在RTDS的CBuilder开发环境中创建了可控的Cassie电弧元件模型。通过与Matlab标准模型的测试对比实验,以及电力系统的中性点不接地系统的单相电弧接地故障应用实验,验证了自建元件模型的正确性和有效性。所建电弧模型填补了RTDS仿真模型的空白,采用的建模方法具有普适性,为类似的研究提供参考借鉴。研究成果可以应用于电力系统实时电弧故障仿真以及继电保护设备的实时闭环混合仿真检测。

馈电开关用电弧性单相接地保护方法的研究

分析了电弧性接地故障时零序电压和零序电流暂态分量的特征,以及现有基于零序暂态分量分析的接地选线方法应用在馈电开关单相电弧性接地保护中存在的问题。提出了一种基于稳态零序电压和暂态零序电流首半波积分的馈电开关用电弧性接地保护新方法。该方法只需测量本馈电开关所载线路零序电压和零序电流,且不需计算暂态零序电流频率。经6kV实验电网多次模拟实验证明,该方法具有采样频率低、计算简单、判断准确的特点,可以有效解决现有馈电开关保护中电弧性接地故障动作不准确的问题。

配电网单相电弧接地故障选线暂态分析法

小电流接地系统发生最多的故障是单相接地故障。现有的基于稳态零序电流的故障选线方法 ,受弧光接地、运行方式等因素的影响较大 ,选线精度并不理想。文中在充分研究电弧故障暂态零序电流变化的基础上 ,指出电弧因素对故障选线准确性的影响。由于对称分量法对接地故障进行暂态分析十分不便 ,文中采用 Clarke变换 ,并运用小波变换技术建立新的基于暂态电气量的选线方法。应用 EMTP对电弧接地故障进行了仿真 ,在不同采样频率以及不同的 A/D分辨率情况下进行了大量的仿真试验 ,结果表明新方法是正确、有效的 。

中压电缆网接地故障的电弧建模及仿真研究

在中压电缆网络中,很容易发生单相接地故障,其中电弧接地故障所占比例较高,且其过程复杂,难以模拟。为此提出了新型小电流方式电弧模型。研究了现有的经简化的电弧模型,并用Matlab对现有模型进行仿真分析。在此基础上,以小电流接地方式的中压电缆网络为背景条件,对电弧模型的参数进行改进,得出电弧模型的电压电流特性,用Matlab对改进后的电弧模型进行验证。与实际情况的物理量进行比较,证明所得改进电弧模型的可应用性。仿真结果证实所提出模型能更合理地贴近于真实故障情况,为下一步电缆网络故障分析的研究奠定了重要技术基础。

中性点不接地配电网电弧接地故障建模与分析

电弧接地故障是中性点不接地中压配电网最常见的故障类型之一,有必要合理建模并分析其非线性特征。传统方法多依赖于电弧黑盒模型的仿真分析,电弧非线性对故障暂稳态特征的影响难以定量计算。针对该问题,遵循突出电弧中、低频主要特征以简化电弧模型的思路,提出适用于故障暂稳态过程分析的复奇频电压源串联电弧等效模型,结合不接地系统故障复合网络,定量给出不同过渡电阻下电弧接地的暂态电流解析表达式,并分析故障稳态电流的谐波特征。通过仿真计算与现场试验数据验证所提算法的有效性,为后续中性点不同接地方式下电弧接地故障保护的研究提供了理论依据。

小电流接地系统电弧接地选线方法的研究

根据大量的实际和6 kV模拟实验的故障录波数据,分析了影响小电流接地系统单相接地故障选线可靠性的原因。分析了发生电弧接地时接地电流、故障线路、非故障线路零序电流的特点,以及采样频率时首半波原理的影响。在此基础上提出了1/6波原理的选线方法,介绍了利用上述原理的接地选线装置的硬件结构及软件流程,并经现场运行证明了选线的准确性和可靠性。

配电网间歇性电弧接地故障选线方法

配电网单相接地故障选线问题由来已久,现有的研究成果大多是针对单相永久性接地故障的。而在实际配电网中,不稳定电弧和间歇性电弧接地等非永久性接地故障也极易发生,且难于选线。发生非稳定电弧接地故障时会带来大量的高频分量,本文提出一种自适应陷波滤波器算法,用来提取线路谐波电流的5次谐波。该方法通过调节自身参数来自动跟踪信号的变化,从而实现了对5次谐波信号实时、准确的提取。仿真结果表明,该选线方法在发生非永久性接地故障时能正确地选出故障线路,其原理简单、可靠。

中性点经消弧线圈接地系统金属氧化物避雷器对电弧接地过电压的限制

本文主要讨论了中性点经消弧线圈接地系统用金属氧化物避雷器限制电弧接地过电压的一些特点。计算及研究发现,消弧线圈及其入口电容的存在,给电弧接地过电压带来多方面的影响,且为了得到更接近实际的结果,计算这类过电压时宜分相进行计算。

接地故障电弧的精确数字仿真及其计算

精确的接地故障电弧的数字仿真有助于设计和发展新的继电保护装置 ,但是由于电弧现象的复杂性 ,使得在以往的数字仿真中 ,仅仅用理想短路或者一个线性电阻来模拟接地故障电弧 ,大大降低了仿真结果的可信度。为解决这个问题 ,本文依据普通的电弧数学模型 ,给出了接地故障电弧的精确数字仿真模型 。

三相五柱式消弧线圈并阻尼电阻对单相电弧接地过电压的影响

介绍了三相五柱式消弧线圈的工作原理,单相电弧接地过电压的工频熄弧理论。对三相五柱式消弧线圈单相电弧接地过电压的等值计算电路进行了仿真分析,说明了电网中性点经并有阻尼电阻的三相五柱式消弧线圈接地具有明显的优点,既可减小出现过电压的概率,又降低过电压的幅值。

一种谐振接地系统电弧高阻接地故障选线新方法及仿真

提出了一种电弧高阻模型,并针对谐振接地系统电弧高阻接地故障选线问题,提出一种基于希尔伯特-黄变换和概率神经网络的选线新方法。采集每条线路在单相接地故障发生时的零序电流暂态信号(一个周波,故障前1/4个周波和故障后3/4个周波)进行EMD分解,计算各条线路的特征固有模态能量。将各条线路的特征固有模态能量输入到PNN网络,实现故障线路自动识别。运用Matlab软件对电弧高阻接地故障、混合线缆系统接地故障分别进行了选线仿真,并进行了噪声干扰试验,验证了该方法的可行性与准确性。

小电流接地系统单相电弧接地故障特征的研究

通过理论分析和大量6kV模拟电弧接地实验,对小电流接地系统单相电弧接地故障时的暂态零序测量电流、零序电压的特征,以及故障线路与非故障线路暂态零序测量电流之间的关系进行了深入的研究和分析。这些暂态分量的特性为研究基于单相接地故障暂态分量分析的接地选线方法提供了理论依据。

农村配电网间歇性电弧接地故障选线研究

在我国农村配电网中,由短时性的电弧和不稳定的间歇性电弧等引起的非永久性单相接地故障时有发生,故障后的选线问题是学者们研究的焦点。利用发生电弧故障时带来的大量高频电弧所引起的奇异特征,用小波奇异性检测原理对发生间歇性电弧接地故障后的零序电流进行大量的仿真研究,在此基础上提出新的选线方法。使用Matlab/Simulink进行仿真后的结果表明:该选线方法在发生间歇性电弧故障时能正确地选出故障线路,其原理可靠、准确。

电弧接地对接地保护影响的分析

推导了中性点不接地系统发生单相间歇性电弧接地时，电网中性点对地电压和单相接地电流的变化特点，指出中性点对地电压与接地电流中除包含基波成分外，还包含有谐波成分，且由系统振荡引起的谐波成分是衰减的，从而为接地保护装置的整定提供了理论依据．

电弧性接地故障火灾的防范

在电气火灾中，电气短路火灾占一半以上，而电气短路火灾中又以电弧性接地故障火灾居多。该文列举了电弧性接地故障火灾实例后指出：带漏电保护功能的断路器能有效防范电弧性接地故障火灾。最后解答了电气同行对在电源进线外装用漏电保护功能的断路器时存在的疑虑。