基于KL散度的配电网高阻抗故障检测研究

高阻抗故障(HIF)主要与电弧现象有关,具有低电流、随机性、非线性和不对称性特征。配电网过流保护系统需要考虑HIF的低故障电流,检测功率损失、潜在火灾危险和电击风险。提出了一种基于变电站电流波形的时域HIF检测算法,利用Kullback-Leibler散度相似性度量,量化了电流波形两个故障后半周期的非线性和不对称性特征作为HIF检测的判据,此判据也被用来区分HIF与负荷、电容器、馈线和分布式能源投切事件以及电压骤降和浪涌事件。利用IEEE13节点和IEEE34节点测试系统进行了大量的时域仿真,验证了所提HIF检测算法的优越性。

基于S变换的配电网高阻抗故障检测方法研究

采用S变换对配电网高阻抗故障进行仿真与识别,结果表明基于S变换的配电网高阻抗故障检测方法能够快速、准确地区分出配电网高阻抗故障事件和无故障事件。

智能电能表高阻抗故障检测方法研究

为提高智能电能表检测精度,对高阻抗故障(HIF)的检测方法进行了改进,利用智能电能表作为配电网系统中HIF检测的传感器,实现无需单独安装传感器。基于电压波形测量数据的偶次谐波量,每个智能电能表计算一个指数,测量电压波形中的偶次谐波分量。若任何智能电能表计算出的指数在特定时长中持续超过阈值,则检测到故障。在3个场景进行了实验,结果验证了改进方法的有效性。与基于小波的检测方法和基于谐波的检测方法相比,所提方法能够在存在电力电子负载的情况下进行检测,具有明显优势。

“3·21”天广直流线路高阻抗接地故障的分析与仿真

介绍了天广(天生桥—广东)直流线路保护的构成及基本原理。以“3.21”天广直流线路故障为例,根据实录波形和事件顺序记录(SER)信息,对直流线路发生高阻抗接地故障时直流线路保护的动作行为进行了深入分析。同时利用与实际控制保护系统基本相同的EMTDC直流仿真模型对该次线路故障进行了仿真研究,得到的仿真曲线与现场故障录波基本一致,证明EMTDC是分析直流实际故障的一种有效可靠的分析工具。

电气化铁路自耦变压器供电接触网断线接地故障的识别

根据馈线实时功率因数的变化规律,并附加谐波自适应制动判据,文中提出一种电气化铁路自耦变压器(AT)供电接触网断线接地故障识别方法。该方法通过馈线保护装置能够识别出断线接地形成的高阻抗故障(有别于高过渡电阻接地故障),在励磁涌流等暂态及重负荷工况下识别元件不误动,同时解决了AT解列后常规保护可能拒动的问题。目前的高速铁路、重载铁路及客运专线都采用了先进的AT供电模式,文中提出的识别方法具有一定的应用价值并经过了实践检验。

基于故障特征频带及形态谱的单相接地故障选线

针对谐振接地系统中发生小故障角故障和高阻接地故障的故障选线可靠性不高的问题,利用各线路零模电流暂态分量能量和最大原理构成的特征频带,详细讨论了故障线路和健全线路在不同故障情况下的零模电流在特征频带内的相位幅值差异,避免了传统提取特征频带时无法统一各线路特征频带的不足。基于此提出了综合利用特征频带和数学形态谱的融合判据实现故障选线,利用故障零模电流进行特征频带求取,提取特征频带内电流进行形态谱运算,用形态谱表征特征频带特征。PSCAD/EMTDC及综合实验平台仿真和实测数据表明:一方面零模电流的特征频带能有效滤除信号干扰,使故障线路与健全线路零模电流的幅值和相位差异更显著;另一方面由于形态谱在多刻度下对信号形态进行分析,基于形态谱的选线方法具有较强的抗干扰能力,可靠性更高。

基于离散小波变换的输电线路故障检测研究

针对输电线路故障检测问题,文中提出了一种利用小波变换检测高阻抗输电线路故障(HIF)的新方法,采用基于离散小波变换(DWT)的多分辨率信号分解(MSD)中系数的绝对值,结合故障指示器和故障判据来检测输电线路中的HIF,该方法对故障类型、故障起始角、故障电阻和故障定位具有较强的鲁棒性。在典型的400kV输电线路系统的各种故障条件下测试了所提出方法的性能。

基于HHT的微电网差分能量保护策略

针对微电网双向潮流和并网/孤岛运行时故障电流差异大的特点,在微电网差动保护的基础上,提出了基于HHT变换的差分能量保护新方法。对故障线路两端电流进行时-频变换(HHT变换)获得Hilbert谱,并计算谱能量,利用差分能量是否超出阈值判断是区内故障还是区外故障,且不同故障类型阈值无需改变。在PSCAD中搭建10 kV微电网模型并在Matlab中进行算例验证。大量仿真表明此方法能够可靠检测出并网和孤岛两种运行状态下的各种故障,而且有效解决了高阻抗故障(HIF)保护失效问题。

保护用数据同步系统失效场景下线路主保护应急方案研究

随着变电站的数字化和智能化,电量信息由点对点的模拟量传输逐步转变为网络化的数字量传输,因此数字信息的同步变得尤为重要。保护用数据同步系统失效后,不仅线路两侧的电气量无法准确比相,即使完全依赖本侧信息的测量量,如距离/方向信息,因其依赖电压电流之间进行比相,也会输出错误结果。在此场景下,只能依赖电流速断和其他站的远后备保护实现对管辖区域内故障的保护,保护范围和动作速度都将显著变差。针对这一问题,基于拥有抗高阻故障能力且无需两侧信息同步的和阻抗继电器原理,提出无需相位信息的和阻抗模量保护判据和中段保护判据,结合电流速断保护,通过纵联通道的模量信息交互,形成保护用数据同步系统失效场景下的线路主保护应急方案,显著改善上述场景下的线路主保护性能。仿真算例验证所提方法的有效性和优越性。

兴安直流线路纵差保护原理的改进

结合一起兴安直流线路因高阻接地故障引起的跳闸事故,通过对87DCLL逻辑的分析,对兴安直流线路纵差保护原理进行了改进。提出将87DCLL去掉"600 ms闭锁逻辑",并基于仿真结果将保护延时调整至800 ms。仿真结果验证了所提措施不会导致87DCLL出现误动,并且在直流线路发生高阻抗接地故障时87DCLL能正确动作。