基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法

针对盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击等问题,提出一种基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法。首先,建立了配电网分相重合时的分析模型,推导了不同中性点接地方式下瞬时性和永久性故障时的重合相有功功率表达式,得到了不同故障性质下有功功率的差异;其次,构建了基于有功功率的永久性故障识别判据,分析了过渡电阻、负荷大小等因素的影响,得到了所提方法在不同中性点接地方式系统中的适用范围并提出了分相重合策略;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真结果验证了理论分析正确,以及所提永久故障识别方法耐过渡电阻能力较强。

城市轨道交通接触轨(网)线路永久性故障分析及处置对策研究

随着我国城市化发展的脚步逐渐加快,城市建设进程加速的背景下,城市轨道交通负担着城市联通与建设的重要责任,也是城市化发展的重要标志。供电系统是当前城市轨道交通的核心组成部分,接触轨(网)送电作业的顺利与否直接影响着当日的运营组织,实际运营中开关无法正常送电的情况时有发生。通过研究比较行业内现有工法,立足武汉地铁既有线路运行经验,分析现阶段接触轨(网)报“线路永久性故障”的原因以及相关防范措施,提出针对不同诱因情况下的故障分析方法和调度处置方法,以及相关安全防控措施,希望能够为相关行业工作人员提供一定的参考和依据。

带并联电抗器输电线路三相永久性和瞬时性故障的判别方法

针对带并联电抗器的高压输电线路,提出了用于三相自适应重合闸的识别三相瞬时和永久性故障的差模电压幅值判据。线路中发生三相故障两端三相跳闸后,由于分布电容和并联电抗器的储能,线路上会有残余电压出现。通过对其变化过程和暂态分量的分析可发现,线路差模电压为频率接近工频的衰减周期分量,并且随故障性质的不同而明显不同,因此利用差模电压的幅值就能有效判断故障性质。大量EMTDC仿真结果和动模实验录波数据证明了该方法的准确性和可靠性。

基于波形识别的永久性和瞬时性故障的判别

利用人工神经网络的波形识别功能解决了自适应重合闸中永久性故障和瞬时性故障的判别问题，并且提出“循环训练法”以改善神经网络的收敛特性，同时在提高网络的泛化能力方面也做了有益的探索。通过有导师的学习，结合超高压输电线进行仿真计算及数据训练，其结果表明：经充分训练的网络可正确而快速识别永久性故障和瞬时性故障，且不受故障点的位置、故障时的初相角、过渡电阻和系统运行方式的影响。

输电线路瞬时性故障与永久性故障判别方法综述

自动重合闸是保证电力系统连续可靠供电的重要措施。简单介绍了输电线路瞬时性故障与永久性故障判别方法的研究现状和成果,该问题现有的判别原理主要有3种,即基于故障恢复电压特性、基于故障电弧特性以及基于高频通道信号传输特性。

利用分相开关探测的配电网永久性故障识别方法

针对自动重合闸盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击的问题,提出了一种利用分相开关探测式重合的永久性故障识别方法。瞬时性接地故障时,线路等效为电容模型,利用暂态电压电流通过最小二乘法求出计算电容值,计算电容值与实际值近似且基本不随时间变化。永久性接地故障下线路不符合电容模型,计算电容值可能为负且随时间变化剧烈。相间故障时,合闸一故障相,故障点的存在会使未合闸相的暂态响应产生差异,未合闸相之间存在较大的线电压暂态量。对于接地故障,利用模型识别思想构造了识别电容参数的永久性故障识别判据;对于相间故障,构造了利用线电压暂态量的永久性故障识别判据。PSCAD仿真结果表明,所提方法能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确识别配电网永久性故障。

复线电力牵引网瞬时与永久性故障识别方法

提出了两种识别复线牵引网瞬时性与永久性故障的方法———电压识别法和补偿电压识别法。通过计算机仿真检验了两种方法的有效性和灵敏度，仿真结果表明，两种识别方法都是有效的，补偿电压识别法具有更高的灵敏度。

基于可控串联电抗的新能源送出线路故障性质识别方法

针对不带并联电抗器的新能源送出线,能否正确区分故障性质是确保新能源系统安全可靠运行的重中之重。为降低新能源送出线故障对电力设备和系统的冲击,提高重合闸成功率,减少新能源发电系统脱网的发生,提出基于可控串联电抗限流信息的新能源送出线路故障性质识别方法。在送出线路上设计串联可控限流电抗器,在线路故障相跳闸时基于等值阻抗的预判投入可控电抗,在串联电抗限流特性下分析瞬时性故障和永久性故障时的线路电流差异,建立电流突变量比较判据,并能够确定故障电弧熄灭时刻,进而构建新能源场站送出线路基于故障性质识别的自适应重合闸策略。仿真结果表明,所提方法能快速、可靠地识别结果,应用在新能源场站送出线路工程上能有效提高线路的重合率。

输电线路永久性故障判别方法综述

介绍了输电线路永久性故障判别的研究现状,现有的永久性故障判别原理有2种,即基于恢复电压和基于瞬时故障电弧特性。前者判别的准确性受PT二次回路可靠性的影响,且因带并联电抗器线路的恢复电压低而无法采用;后者则因电弧电压不足额定电压的5%而在测量、分析和判断中存在可信度的问题,且电弧存在与瞬时性故障能否等价也值得讨论。提出了带并联电抗器线路永久性故障判别的新思路,即根据并联电抗器中恢复电压阶段的电流量判别瞬时性与永久性故障。

基于并联电抗器差模电流波形特征的三相自适应重合闸永久性故障识别

针对带并联电抗器的超高压输电线路,详细分析了发生两相或三相瞬时性及永久性故障时,故障相并联电抗器差模电流的特征:在线路两端三相跳闸以后,对于瞬时性故障,故障点熄弧以后,差模电流中只存在衰减周期分量,对于永久性故障,差模电流中只存在衰减直流分量。利用差模电流的这一特性可以提出适用于三相自适应重合闸中相间故障性质识别的新判据,该判据只需利用单端并联电抗器电流即可实现,并且可以判定熄弧时刻。大量ATP/EMTP电磁暂态仿真表明,该方法能够快速准确地识别故障性质,且基本不受故障位置、过渡电阻、采样频率、负荷电流、故障时刻、跳闸时刻、故障点熄弧时刻等因素的影响,且同时适用于单端和双端带并联电抗器的输电线路。

基于电压相位波动特征的单相永久性故障识别方法

研究了带并联电抗器的超高压输电线路发生单相接地故障时跳开相电压的自由振荡分量频率的影响因素,分析了带并联电抗器的超高压输电线路发生单相接地故障时跳开相电压的相位特征,揭示了恢复电压相位周期性波动的原因,并考虑了傅氏算法处理含非基频量信号时的误差对跳开相电压相位计算的影响。引入健全相电压相量和作为极化电压,以极化电压为基准区分发生瞬时性故障与永久性故障时的跳开相电压相位,提出了识别永久性故障的跳开相电压相位波动判据。EMTP仿真结果表明,该判据计算简单,判定准确,且不受过渡电阻影响,可有效适用于带并联电抗器的输电线路单相故障性质的识别。

带并联电抗器的超高压电缆-架空混合线路三相永久性故障识别方法

针对带并联电抗器的超高压电缆-架空混合线路,分析了两相或三相不同性质故障时故障相的残余电压特性,提出了基于差模电压频率测量的相间故障性质识别新判据。混合线路发生故障且两侧断路器跳开后,利用扩展Prony算法快速获取差模电压频率。发生瞬时性故障时,差模电压频率略低于工频;发生永久性故障时,差模电压频率接近于0。基于上述特征可进行瞬时性故障与永久性故障的有效识别,该方法原理简单,且易于实现。大量的EMTDC仿真验证表明,该方法能够有效可靠地实现超高压电缆-架空混合线路的永久性故障与瞬时性故障的识别,且不受过渡电阻、故障位置及电力电缆所占线路全长比例的影响。

多机电力系统中重合闸最佳时刻的研究——第1部分 瞬时性故障最佳重合时刻的研究

论述了重合闸操作时刻对系统稳定性的影响，建立了分析多机系统中瞬时性故障下重合闸时刻对系统稳定性影响的数学模型，使用能量函数导出瞬时性故障最佳重合的条件为重合成功后系统的暂态能量最小。文中计算了瞬时性故障下不同时刻重合成功后系统的暂态能量和系统中发电机功角及联络线功率的振荡，验证了文中所确定的最佳重合时刻的正确性。这项工作为重合闸时刻的整定和最佳重合闸的研制奠定了理论基础。

利用过渡电阻参数识别的输电线路永久性故障确认方法

为了确定带并联电抗器输电线路单相接地故障后的熄弧时刻,提出了一种永久性故障确认方法。以单相接地故障断路器跳开后含过渡电阻支路的输电线路π型等效模型为参数辨识模型,在故障测距结果已知的情况下,通过计算过渡电阻值区分永久性故障和瞬时性故障。永久性故障情况下,所得过渡电阻值较小,瞬时性故障情况下,所得过渡电阻值很大。利用电力系统电磁暂态仿真计算(alternative transients program,ATP)软件建立线路仿真模型并进行各种故障情况下的仿真,然后通过MATLAB(matrix laboratory)编程对仿真结果进行处理,采用最小二乘法计算过渡电阻值并画出图形,分析图形可判别故障性质。与传统判据相比,该方法具有不受非周期分量和暂态谐波影响等优点,且可反映永久性故障的严重程度,并能准确判断故障点熄弧时间。大量ATP仿真验证表明,该判别方法能够快速识别故障性质,适用于单端、双端带并联电抗器输电线路的快速单相自适应重合闸。

同杆双回线跨线永久性故障识别方法

通过对同杆双回线各种跨线故障类型下跳开相恢复电压特征的研究,提出了一种基于不同回线跳开相端电压差的故障性质识别方法。同杆双回线发生跨线故障后,由于健全相的电容耦合和电磁耦合作用,不同回线的故障跳开相端电压差在瞬时性和永久性故障时会有显著不同。采用不同回线跳开相端电压差的幅值和相位的双重判断,可对不同负载情况下同杆双回线跨线永久性故障进行有效识别。大量的仿真实验表明,所述方法有较高的可靠性。

带并联电抗器线路单相永久性故障的识别方法

根据带并联电抗器超高压输电线路传输特性提出了一种基于分布参数模型的过渡电阻计算方法。鉴于永久性故障时,过渡电阻基本稳定在一较小值,而瞬时性故障熄弧以后,过渡电阻计算值迅速上升,据此可以通过过渡电阻的连续计算确定故障性质,同时还可以鉴别熄弧时刻。该方法只需要故障相跳闸后单端并联电抗器电流、单端健全相电流和故障测距结果即可实现判别,实际应用方便。电磁暂态程序仿真和分析表明,该方法在不同故障位置、不同负荷电流和不同过渡电阻情况下均能准确判断,且同时适用于单端和双端带并联电抗器的情况;此外,该方法具有一定的耐故障测距、线路参数和系统频率误差的能力。

基于潜供电流计算的输电线路单相永久性故障判断方法

自适应重合闸是保证电力系统安全稳定运行的重要措施之一.分析对比了线路发生永久性及瞬时性单相接地故障时故障点潜供电流的不同,研究了利用线路一侧健全相电压和两侧健全相电流及故障测距结果来计算故障点潜供电流的方法.提出了根据潜供电流有无来识别永久性故障和瞬时性故障的新型自适应重合闸判据,解决了某些输电线路因电压互感器安装于母线侧而在单相故障后无法获得跳开相端电压,以致不能实现自适应重合闸的问题.该方法运算简单,准确可靠,判据不受线路参数误差和测距误差及过渡电阻的影响.

基于波形相关性的带并联电抗器线路永久性故障判别方法

通过分析带并联电抗器的输电线路在单相接地故障不同故障性质下的故障特征,提出了基于最小二乘法的波形相关性的永久性故障判别方法。以瞬时性故障恢复电压阶段的等效模型为参考模型,通过时域波形相关性的方法得到故障相端电压计算值与实际值的相似度,利用相似度构造目标比例系数与整定值连续比较判断故障性质。该方法仅利用并联电抗器中的电流量及非故障相的单端电气量就可以实现故障性质的判断。大量仿真实验表明,该方法在不同运行条件下能够准确地判断出故障性质,即使在较大的模型参数误差情况下,也能实现永久性故障时断路器可靠不重合的目标。

适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略

同杆双回线发生接地故障采用传统跳闸策略时可能会产生负序分量,传统自动重合闸方案在合闸前不判定故障性质,重合失败时将影响系统稳定性。针对该问题,提出了一种适用于带并抗的同杆双回线接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略。首先,通过建立带并抗的同杆双回线各相之间的耦合模型并对其进行分析,提出了一种能够避免负序分量注入系统的改进跳闸策略。其次,分别对瞬时性故障和永久性故障情况下的故障相并联电抗器电流特征分析,提出了基于故障相并联电抗器微分栅电流的故障性质判据。最后,结合改进跳闸策略和故障性质判据,形成了适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提改进跳闸与分相自适应重合闸策略能够避免负序分量注入系统,以及在不同接地故障类型、故障位置和过渡电阻情况下都能保证输电线路重合成功率。

MMC-MTDC线路双极永久性故障快速识别方法研究

对于采用"半桥子模块+直流断路器"模式的多电平多端柔性直流输电系统,直流线路发生双极故障断开直流断路器后,若能快速检测出线路故障为永久性故障或瞬时性故障,则有助于提升MMC-MTDC系统和与之连接的可再生能源系统的运行稳定性。文章分析了永久性故障、瞬时性故障和保护误动等不同场景下断路器动作后电气量特征,发现可以用正负极电压之差是否为零来识别永久性故障;进一步采用强局部加权回归方法滤除电压信号中的高频分量,实现暂态过程中线路永久性故障的快速识别。