基于小波变换和BP网络的非故障相暂态电流故障定位

针对小电流接地系统单相接地故障定位的研究现状,提出基于非故障相暂态电流的单相接地故障定位的思想。应用小波变换理论进行分析,总结出非故障相暂态电流随故障点位置变化的规律,并用BP神经网络实现模极大值与故障点位置之间的映射关系,从而进行故障定位。在不同过渡电阻、不同故障距离点情况下的仿真结果证明,该故障定位方法准确可靠。

基于非故障相暂态电流的小电流接地系统故障选线的研究

针对小电流接地系统单相接地故障选线的研究现状,提出基于非故障相暂态电流的单相接地故障选线的方法。该方法利用小波变换分析非故障相暂态电流,通过对暂态电流模极大值数值的比较实现故障线路的选择。ATP仿真分析的结果表明,该方法准确可靠。

非故障相暂态电流特性分析及其在故障定位中的应用

单相接地故障在小电流接地系统中出现的比较频繁,此时必须尽快地找到故障点以避免两相对地短路。针对小电流接地系统单相接地故障定位的研究现状,提出基于非故障相暂态电流的单相接地故障定位的思想。应用小波变换中信号奇异性检测的理论进行分析,总结出非故障相暂态电流随故障点位置变化的规律,从而论证了该思想的可行性。

非故障相暂态电流在配电网故障选线中的应用

配电网中发生最多的是单相接地故障,如何快速准确地检测出接地故障点是小电流接地系统实现配电自动化的一个重要研究课题。针对我国大量存在的配电网中只装设两相电流互感器的现象,提出基于非故障相暂态电流的单相接地故障选线的思想。该方法利用小波变换分析非故障相暂态电流,通过对暂态电流模极大值数值的比较实现故障线路的选择。ATP仿真分析的结果表明,该方法准确可靠。

计及锁相环动态特性的逆变电源故障暂态电流解析

现有的逆变电源交流送出侧短路故障分析研究针对暂态期间控制系统非线性控制环节的影响缺乏定量考虑,因此难以保证暂态电流的解析精度。为精确刻画逆变器故障暂态特征,提出了一种计及锁相环(phase-locked loop,PLL)输出动态特性的逆变电源故障暂态电流解析方法。首先详细分析了锁相环故障暂态特征及其对电流环动态特性的影响,其次针对PLL输出角频率与工频补偿角频率存在静态误差的情况,提出基于复数域形式解耦的数理方法,分析该场景导致dq耦合下的暂态电流。进一步基于时间断面分段描点实现了考虑PLL非线性动态输出影响下的暂态电流解析。相较于现有未考虑PLL动态特性的逆变电源故障暂态解析方法,所提方法详细揭示了逆变电源故障暂态期间PLL非线性动态输出对暂态电流的影响机理,刻画了逆变器故障暂态电流的欠阻尼特征及振荡衰减特性。仿真结果与现场录波数据均验证了所提方法的有效性及准确性。

基于VMD模糊熵与GG聚类的直流配电网故障检测方法

针对直流配电网存在的故障信号难以提取、不易对各类故障进行诊断等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)模糊熵与Gath-Geva(GG)聚类的故障检测方法。首先,提取出暂态电流,采用VMD算法将故障暂态电流分解成若干个固有模态分量(IMF)。然后,分别计算分解得到的若干个IMF的模糊熵,将其作为特征向量。最后,采用GG聚类算法对故障特征的特征向量进行聚类识别。GG聚类的主要算法为将聚类样本划分为c类,设出隶属度矩阵,通过设定迭代来计算聚类中心与最大似然估计距离,更新隶属度矩阵,当隶属度矩阵满足条件矩阵时终止迭代,从而实现对单极故障、极间故障以及区外交流侧接地故障的聚类识别。仿真结果表明,所提保护方案可靠性强、准确率高,在不同故障类型、故障位置和过渡电阻等工况下均能可靠检测直流线路故障并准确识别故障类型,且具备一定的抗干扰能力。

基于PCB罗氏线圈的暂态电流采集装置

故障暂态电流包含了大量的故障信息,是输电线路故障定位和故障诊断的主要依据。以开启式PCB罗氏线圈为故障电流传感器,实现故障暂态电流的低成本获取,通过窗口比较器实现对触发阀值的动态设计,利用总线复用技术实现对暂态故障电流的实时监测,最终实现0～25 kA暂态故障电流的精确采集。有望为输电线路故障检测提供一种新的手段。

含逆变型分布式电源的配电网故障暂态分析

大规模分布式电源的接入给配电网运行可靠性带来挑战,导致传统电网故障诊断方法难以满足含分布式电源配电网安全运行要求。首先从提高配电网综合可靠性目标出发,分析含逆变型分布式电源的配电网因控制器的快速响应导致其故障电流变化大的问题;然后针对传统故障分析方法进行扩展,使得在配电网故障分析中能够准确计算来自分布式电源的故障电流和电网检测的电流的有效值;最后通过IEEE标准配电网上的算例分析,证明该方法在不同故障情况下计算故障电流的准确性。研究成果为提高配电网运行稳定性、可靠性及全面提升配电网自动化水平提供参考依据。

低压双极性直流微网故障分析及保护方案

低压直流微网凭借其较大的优势,获得了越来越多的关注。但是,目前低压直流微网的保护技术仍不能满足其快速、准确切除故障的需求。鉴于此,首先对低压双极性直流微网中的各类故障进行分析,在此基础上通过对比暂态故障电流变化率的绝对值以区分不同类型、不同位置的故障。针对低压双极性直流微网中的馈线故障提出了基于暂态故障电流变化率绝对值的反时限保护方案,通过理论分析:该保护方案在并网和孤岛2种运行方式下均可以快速、准确地切除馈线上各种故障,有利于提高低压双极性直流微网供电的持续性与可靠性。PSCAD/EMTDC仿真实验验证了该保护方案的有效性。

基于分形理论的输电线路故障类型识别新方法

提出了基于分形理论的高压输电线路故障类型识别新方法。根据故障后对各相暂态分量电流和零序暂态电流的分形维数计算和分析,提取和形成了故障类型识别判据。通过对不同故障类型和特征的大量ATP仿真和检验测试,证明了应用分形理论识别输电线路不同故障类型的可行性和有效性。

基于小波熵理论的动力发电设备故障自动检测方法

传统方法检测动力发电设备存在检测效率低、检测灵敏度低且抗噪能力差的问题,基于此提出基于小波熵理论的动力发电设备故障自动检测方法。首先采用小波熵理论中的小波函数,即信号时间熵和信号频率熵,对原始故障数据分别进行故障分类和特征提取,再利用Softmax分类器“数据带”和阶跃函数,对已提取的故障特征样本分别进行内、外故障特征分类,最终根据分类结果实现动力发电设备故障的自动检测。实验结果表明方法效率高、灵敏度高、抗噪能力强且不受故障距离的干扰。

基于LoRa物联网的配电网线路故障指示器系统设计与研究

针对配电网线路三相录波通信不同步及故障定位不准的缺陷,设计了一种基于LoRa物联网的配电网线路故障指示器系统。给出了系统的总体设计,设计系统采集单元和汇集单元硬件;在软件设计方面,建立了永久故障、瞬时短路故障时序和逻辑设计、基于暂态零序电流故障设计、基于LoRa通信的三相同步设计以及基于主站数据库和人机界面的设计。实验表明,该系统具有故障定位、稳定可靠等优点,可以广泛应用于配电网线路中。

应用于风力发电系统中的撬棒阻值整定新方法

在电网发生电压跌落故障的情况下,双馈异步发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)多采用撬棒保护电路以实现低电压穿越(Low Voltage Ride Though,LVRT),而撬棒阻值的选择对机组的LVRT效果影响很大。从DFIG在电压跌落故障下的暂态数学模型出发,运用空间矢量分析和拉普拉斯变换的方法,推导出风电机组在电压跌落故障下的暂态电流时域表达式、转子侧故障电流的计算式。由此提出一种切合工程实际的撬棒阻值整定方法,解决了投入撬棒保护电路后转子侧出现过电流和直流母线过电压的问题。算例及仿真实验数据均表明,采用该方法可有效抑制暂态故障分量,显著提高风力发电系统的LVRT水平。

计及换流站控制响应的多端混合直流线路后备保护设计

多端混合直流系统故障暂态过程受直流控制响应的影响较大,针对其线路故障特征的分析和保护原理的研究,应当充分计及直流控制特性的影响。为此,根据多端混合直流系统的特点,计及故障后不同换流站的控制响应过程,对其直流线路故障暂态电流的变化趋势关系进行研究分析。并基于此提出了基于滑窗均值电流的多端混合直流线路区内、区外故障识别判据,给出了具体的保护方案。通过PSCAD/EMTDC对所提保护方案的可行性进行了仿真验证。仿真结果表明,所提方案能够可靠识别包含T接汇流母线在内的各种直流线路故障,天然具有故障选极能力,耐受故障过渡电阻能力和抗噪声干扰能力强,且无需数据同步,可作为多端混合直流线路的快速后备保护。

基于数学形态学的单端定位保护新原理

利用多分辨形态梯度结合多层形态滤波器,提出了一种基于单端暂态电气量的定位保护新原理。在多分辨形态梯度的基础上,将得到的各级形态梯度均进行形态滤波,以有效抑制各种随机噪声和脉冲噪声。并通过暂态信号的相对传输时间和极性确定故障发生的精确位置。EMTP仿真结果表明该方法对超高压输电线路不同位置的各种故障均具有较高的测距精度。同时,该算法的计算量较多尺度小波变换的计算量小,有利于工程实现。

A Novel Transient Current-Based Differential Algorithm for Earth Fault Detection in Medium Voltage Distribution Networks

This paper presents a novel transient current differential algorithm for earth fault detection in unearthed （isolated） and compensated neutral medium voltage （MV） networks. The proposed algorithm uses the transient residual currents, which are very sensitive for earth faults detection. The transient values of residual currents are calculated for each feeder in the network and used as an earth fault indicator. The flow of residual currents is investigated. It is found that the residual current for the faulted feeder is equal to the summation of all residual currents for all other healthy feedersl Based on this investigation, a differential technique is proposed. A percentage restrain performance is proposed to ensure the selectivity and security of the algorithm. The transient algorithm is very sensitive for earth fault incidence. To apply the proposed algorithm, the residual currents can be measured easily by one sensor for each feeder with no need to voltage measurement. The proposed algorithm is less dependent on the fault resistance and the faulted feeder parameters. The network is simulated by ATP/EMTP program. Different fault conditions are covered in the simulation process： different fault inception angles, fault locations and fault resistances.