基于格拉姆角场-改进残差网络的小电流接地系统故障选线

针对小电流系统发生单相接地故障时特征信息不明显、现有选线方法易受故障情况和环境噪声影响的问题,本文提出一种基于格拉姆角场(GAF)和改进残差网络(PrResNet)的小电流接地故障选线新方法。首先,搭建仿真模型采集零序电流等数据,利用GAF变换将一维零序电流时序信息转换成二维图像信息;然后,对残差网络(ResNet)进行改进,提出PrResNet用于提取图片特征;最后,通过Softmax输出选线结果。通过测试GAF-PrResNet在配电网不同运行工况和故障条件下的选线效果,证明了基于GAF-PrResNet的故障选线模型能够在强噪声干扰场景下实现不同故障位置和过渡电阻条件下的高精度选线,且具有较强的鲁棒性。

基于VMD的小电流接地故障融合选线方法

针对目前煤矿配电网故障选线方法在相关故障特征不明显时存在故障选线失效,基于单一模态分量和单一故障特征的故障选线方法的选线准确度较低等问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)的小电流接地故障融合选线方法。利用VMD将母线中各出线的故障零序电流分解为多个模态分量,根据模态分量的故障特征确定VMD层数,并选取故障特征明显的模态分量作为故障选线的有效模态分量;分别计算各出线故障零序电流有效模态分量的暂态能量和波形相似度;根据各出线有效模态分量的暂态能量占比和波形相似度占比,构建基于暂态能量的故障选线判据和基于波形相似度的故障选线判据,并将2种故障选线判据融合,形成基于VMD的故障融合选线算法。利用电磁暂态仿真软件ATP/EMTP搭建煤矿配电网模型,在不同接地故障电阻、故障初相角和故障位置的单相接地故障场景下,对所提出的故障融合选线方法进行验证,结果表明:在配电网发生各种单相接地故障时,基于VMD的小电流接地故障融合选线方法不受故障位置的影响,较能量法和相关性聚类法的故障选线正确率分别提高了17%和50%,且不受故障类型影响,可应用于小电流接地故障选线。

基于波形相关性的直流配电网主动式接地故障选线

采用小电流接地方式的直流配电网发生单极接地故障时故障特征较弱,为准确可靠选出故障线路,文中提出基于注入信号波形相关性的接地故障选线方法。所提方法首先将预先设计的附加控制策略施加于直流配电网的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)上,实现探测信号注入。然后结合零模网络,得出故障特征为:各条健全馈线首端计算的特定频率零模电流流向相同、而其与故障馈线首端计算的零模电流流向相反。最后,基于该故障特征设计选线判据,引入皮尔森相关性系数比较各条馈线的归一化零模电流和总归一化零模电流的相关性,根据健全馈线相关性系数接近于1、故障馈线相关性系数接近于-1的特征完成故障选线。仿真结果表明,所提方法在高阻接地故障下能可靠识别发生在母线或各条馈线任意位置的单极接地故障。

基于5次谐波突变量的小电流接地系统选线

为了解决小电流接地系统选线难的问题,在对小电流接地系统单相接地故障的特点进行详细分析的基础上,提出通过综合比较各线路的故障相和非故障相的5次谐波电流突变量以及本线路和相邻线路故障相的5次谐波电流突变量两个判据进行故障选线。对故障后5 s和故障前1 s的数据之差进行傅里叶滤波得到5次谐波电流突变量。利用所提方法做了大量的仿真试验,结果表明,该选线方法不受暂态过程、故障点过渡电阻、线路长度等因素的影响,可以正确选线。

基于暂态零序分量的配电网选线方法研究

针对小电流接地系统通过装设消弧线圈来减小单相接地短路电流的方法可能造成已有选线装置失效的问题,介绍了一种基于暂态零序分量的配电网选线方法。该方法采用db10小波包对故障时刻流经每条馈线的暂态零序电流进行分解,找到能量最大和次大的两个特征频带,并对两个频带上小波包分解系数进行相关分析,从而选出发生故障的线路。以中性点经消弧线圈接地系统为例建立了仿真模型,并分别对架空线接地故障和电缆线接地故障进行了仿真实验。实验结果证明了该方法的有效性。

一种新的配电网小接地电流故障选线监测方法

在配电网系统中,故障点经高阻接地或者中性点经消弧线圈接地使得故障电流比较小,无法使用传统的过流继电器动作或者熔断器熔断。因此,提出了一种适用于辐射状配电网的、基于特定频率电压信号叠加原理的单相接地故障选线新方法。仿真结果证明这种方法对于任何形式的接地故障选线都比较准确。

IIDG对小电流接地故障谐波特征及其对选线的影响分析

逆变型分布式电源IIDG(inverter interfaced distributed generation)接入配电网的渗透率越来越高,其对小电流接地故障谐波特征及选线的影响尚需进一步明确。分析了IIDG输出的谐波电流对单相接地故障谐波电流的影响机理,以及接地故障谐波电流与IIDG的数量、相对位置、容量的关系,得出:故障点位于含IIDG的线路上且距离母线较远时谐波电流较大,而故障点靠近母线或者位于不含IIDG的线路时谐波电流较小。利用仿真验证了理论分析的正确性,IIDG的接入有助于提高谐波选线的可靠性。

基于波形相似度的配网小电流接地故障选线技术研究

针对配网小电流接地故障选线准确性差的问题,该文在波形相似度理论基础上,研究了配网小电流接地故障选线技术。分析配网小电流接地故障高频分量、电流工作频率的变化量和非线性电阻产生的高频分量,给出了故障线路和非故障线路的暂态直流分量方向,在此基础上,利用暂态零序列电流波形伸缩变换选线原理判断小电流接地故障线路。通过模糊K均值聚类选线方法进行接地故障电路选线,设计矩阵隶属线路的隶属度,根据计算结果给出选线结果及流程。选择一个具有6条线路的接地系统进行实验,结果表明,当小电流接地电弧线圈的单相接地故障表现为间断性电流分量故障时,利用所研究的技术进行配网小电流接地故障选线的准确性高、可靠性好。

小电流接地选线综述

我国中低压(3～66kV)配电网多采用中性点不接地和经消弧线圈接地的两种小电流接地系统。文章首先分析小电流接地故障选线检测与保护的难点,然后从小电流接地选线方法、小电流接地选线装置、测试方法及检测技术标准这4个方面对小电流接地选线的研究发展做出介绍,最后对小电流选线技术进行展望。

配电网小电流单相接地故障选线方法研究

针对配电网小电流单相接地故障率越来越高,提出一种新的配电网小电流单相接地故障选线方法。将双树复小波变换用于配电网小电流接地故障选线,并结合能量相对熵作为故障选线的依据。通过双树复小波变换来处理小电流信号,利用能量相对熵确定故障线路。并通过仿真对该方法的正确性和有效性进行验证。结果表明,该方法可以快速确定故障线路。这种方法为我国配电网故障选线方法的发展提供了参考和借鉴。

小电流接地系统下单相接地处置装置真实环境试验与性能分析

小电流接地系统在我国配电网中被广泛应用,小电流接地方式下的单相接地故障处理是一项系统技术。针对单相接地故障处理的效果一直不甚理想的问题,有必要开展真实运行环境下的单相接地试验,以检验自动跟踪补偿消弧线圈、单相接地故障选线装置的动作性能。本文以某110 kV变电站为例,在真实运行环境下开展了单相接地试验,对消弧线圈的动作特性以及小电流选线装置的动作性能进行系统测试,核实了消弧线圈的补偿速度、补偿深度等指标是否符合相关标准要求,分析了选线装置选线失败的原因,有助于提高小电流接地系统单相接地故障处理能力。

小电流接地系统故障选线与定位方法研究

介绍了我国中压配电网小电流接地系统现状和单相接地短路时的故障选线与定位难题。分类讨论了小电流接地系统,对两种小电流接地系统的故障特征进行了分析和区别。针对不同接地系统总结归纳了相应的国内外故障选线与定位方法,分析了各方法的基本原理,指出了存在的问题并对应用效果进行了评价。最后,对未来小电流接地故障选线与定位方法进行了展望分析,为该领域的进一步研究提供参考。

基于RTDS系统的小电流接地选线装置测试技术

分析小电流接地系统接地故障特征,建立小型配电网仿真模型,模拟中性点不接地、中性点经消弧线圈接地等不同系统运行工况下各类单点接地、多点接地故障。对RTDS系统仿真波形进行分析,通过仿真不同系统工况下的接地故障,形成测试项目从易到难的闭环仿真测试平台,同时应用本测试平台完成多台不同原理选线装置的选线性能测试工作。

基于小电流接地选线装置与智能故障指示器的配电网单相接地故障定位方法

为了提高配电网单相接地故障定位准确率,基于目前小电流接地选线装置选线效果大幅提升的背景下,提出一种综合站内小电流接地选线装置和站外分散式智能故障指示器暂态故障量特征的配电网单相接地故障定位方法。介绍了该方法的系统结构、故障定位原理和实现的关键技术,最后用仿真验证了该方法的有效性。

基于实时数字仿真系统的小电流接地选线装置性能测试

单相接地故障是小电流接地配电网最为常见的故障类型,但现场投运的小电流接地选线装置往往难以满足应用需求,影响接地故障的快速准确处理。考虑到当前小电流接地选线厂家众多,装置型式多样,难以直观评价不同装置的选线性能并进行横向对比,现场选线装置的选型应用缺乏支撑依据。为此,基于实时数字仿真系统(RTDS);搭建了小电流接地选线装置测试平台并开展了不同选线装置的并行测试工作,通过全方位故障场景下的同台测试,为小电流选线装置的试点选型应用工作提供有力支撑。

一种基于消弧线圈接地系统的选线方法与实现

本文以消弧线圈调挡前后配电网各出线首端零序电流相位的变化,建立接地故障的选线技术路线,提出接地故障发生时将消弧线圈档位从正常工作的过补偿档位(档位1)调节至短时间欠补偿档位(档位2),接地故障所在的线路其零序电流相位变化最大。在仿真模型中,通过改变接地点的过渡电阻,分别在金属接地经200Ω电阻接地、经2000Ω电阻接地,获得了不同状态下的试验数据。结果表明本文所述选线方法,可明显区分接地线路与非接地线路,提高经消弧线圈接地的配电网接地故障的选线准确率。

基于锁相环的故障选线综合比较法研究

针对配电网发生单相接地故障时,一般的滤波器直接提取五次谐波会附带产生其他频次谐波,严重影响五次谐波选线准确率的问题,利用锁相环对故障电流的频率和相位进行跟踪,而后进行五次谐波选线分析;同时,为了提高五次谐波选线的灵敏性,采用数据幅值极性综合比较法。通过对仿真波形及数据的分析,得出锁相环提取出的故障电流中五次谐波含量远多于其他次谐波含量,检测到的故障线路电流恰好为其他非故障线路电流之和,并且相位相反,有效地提高了故障选线的准确率。

单相接地故障脉选装置在小电流接地系统中的应用

小电流接地系统具有供电可靠性高、接地电流小等优点。单相接地故障是电网发生几率最高的一种故障,对准确及时选出电路故障提出了较高的要求。随着电力技术的不断发展,小电流接地选线技术也在不断改进和升级,了解现阶段的选线方法,有助于针对电力系统的实际运行情况选择合适的选线方法和设备。介绍了单相接地故障脉选装置在三钢的应用,并进行了相关现场试验。

基于暂态分量的配电网接地故障诊断系统

提出了基于暂态分量特征频带分析的配电网接地故障诊断系统,该系统以小电流选线装置为基础,通过专用数据网进行数据传输。该系统能根据各线路的接地故障类型及动作值等参数信息,实现智能接地选线、实时报警、统计分析、自动录波等功能,从而帮助运维人员及时分析接地故障信息,监测各线路当前运行状态,为瞬时接地故障的大数据分析提供数据支撑,进而实现配电网线路绝缘预警。

小电流接地故障选线装置零序电压启动分析

零序电压是配电网发生接地故障的一个重要特征,通常作为小电流接地故障选线装置的启动判据,但现有零序电压启动门槛值的整定普遍偏高,高阻接地时容易拒动。在分析配电网单相接地等值电路的基础上,通过构建经过渡电阻接地时零序电压的计算公式,定量分析了零序电压随系统对地电容及过渡电阻的变化规律,给出了考虑启动灵敏度的零序电压启动门槛值的整定方法及推荐值,利用降低启动门槛值来提高高阻接地时的选线灵敏度。通过对变电站不平衡电压进行监测,验证了所提出的零序电压启动推荐值可躲过最大不平衡电压,不会造成选线装置误动。