用注入法实现小电流接地系统单相接地选线保护

介绍一种小电流接地系统单相接地选线的新原理，其适合小电流接地系统的各种情况，并通过实验室模拟试验，且已应用于８０９８单片机实现的微机选线保护。

基于暂态小波能量的小电流接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统在相电压过零点附近发生故障选线不准确的问题,在详细分析小电流接地系统暂态零序网络故障特性后,提出了一种新的基于暂态小波能量的小电流接地系统选线新方法。首先将各馈线暂态零序电流进行小波变换;再利用小波系数计算小波高频能量和小波低频能量;最后根据相电压峰值附近故障和过零点附近故障时故障信号能量谱特征不同,通过比较小波高频能量或小波低频能量极大值进行选线。采用EMTP进行大量仿真,结果表明,该方法不受故障合闸角、故障距离、过渡电阻、电弧及系统运行方式等因素的影响,在线路末端发生单相高阻接地或在相电压过零点附近发生故障时均可以准确可靠选线。

中性点不接地系统单相接地故障区段在线定位

为缩小线路维护巡视范围、快速定位配电网故障线路,提出以图和树的结构表示和处理配电线路区段信息的方法。通过分析中性点不接地电网单相接地故障机理,给出了故障区段计算定位法和推理规则判定法,明确指出故障区段边线。实践结果表明,所提出的故障区段定位方法,可在线求解中性点不接地电网单相接地故障区段边线问题。

基于高低频段暂态信号相关分析的谐振接地故障选线方法

针对谐振接地系统在相电压过零点附近发生单相接地故障时选线灵敏度不足的问题,提出一种基于高低频段馈线零序电流与母线零序电压导数的相关分析故障选线法。系统故障后健全线路的阻抗在高低频段均呈电容特性,而故障线路的阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。由此可知,健全线路零序电流与母线零序电压导数的相关系数在高频段和低频段相等,其差为零;故障线路在低频段含有衰减直流分量,该频段内零序电流与母线零序电压导数的相关系数很小,而高频段的相关系数数值较大,两者差值较大。根据这一特点构成故障选线判据。该方法物理意义明确,能提高相电压过零点附近的选线灵敏度,在其他故障状态下也能准确选线。大量仿真结果验证了该方法的有效性。

基于相频特性与多频带分析的小电流接地系统故障选线

根据线路的相频特性将频率分为不同的区段,论证了在选定频段(SFB)内,小电流接地系统健全线路零序电流极性与故障线路相反;应用小波包以适当频率带宽对各线路的暂态零序电流进行分解,小波包系数的符号表示相应频段零序电流的极性;在SFB内按照能量最大的原则,确定各线路暂态零序电流分布最集中的频带所对应的小波包分解树节点,通过比较所有线路暂态零序电流在各自能量最大节点处的小波包分解系数的极性,自适应地实现故障选线。PSCAD仿真试验结果表明,该方法能够准确、可靠地实现电缆—架空线混合传输线的小电流接地系统单相故障选线。

基于模型参数识别法的小电流接地故障选线研究

由于故障电流小、电弧不稳定等原因,小电流接地系统单相故障选线问题始终没有得到彻底解决。文中提出了一种基于模型参数识别的小电流接地选线新方法,对每条线路建立其外部故障下的数学模型,利用零序电压、电流数据求解模型参数,依据得到的线路对地电容判断实际发生的故障是否符合所建立的模型,从而进一步识别出故障线路。经EMTP故障仿真和现场录波数据验证,该方法选线正确、有效,耐过渡电阻能力强,不受消弧线圈和间歇性电弧的影响,并且可以和馈线保护合为一体,满足自动化的要求。

基于小扰动原理的单相接地选线装置

在有消弧线圈的配电网中,快速选线技术是一项关键技术。通过对中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统线路发生单相接地故障的分析,提出了一种小扰动选线原理。介绍了运用该原理,以DSP(数字信号处理器)芯片作为核心运算控制单元的单相接地选线装置的选线原理、方法以及硬件构成原理。并详细分析了该装置在现场(中性点经KD-XH消弧线圈接地的系统)运行的情况,实践证明了该装置的选线正确率达到96%以上。该装置适用于电网电容电流变化范围大、小电容电流、高阻接地的配电网系统。

数字化变电站中小电流接地选线装置的设计

目前35 kV以下数字化变电站的过程层与间隔层之间存在3种不同的架构,分别是IEC 61850-9-1标准、IEC 61850-9-2标准,以及小模拟量传输标准。针对3种架构的特点及小电流接地故障选线装置的特殊要求,提出了在3种不同架构数字化变电站中的选线装置设计方案。深入分析了3种设计方案的优缺点、通用性,以及技术经济性。针对35 kV以下系统电子式互感器的特点以及系统技术经济的要求,提出在35 kV以下数字化变电站中应采用基于小模拟量采样的分布式选线设计方案,该方案通用性最强、技术经济性最好。

小电流接地系统单相接地与谐振状态辨识技术

小电流接地系统在发生单相接地和谐振状态时,都表现为零序电压升高,现象非常相似。传统选线装置仅依靠零序电压和零序电流启动不能有效辨识单相接地和谐振状态,容易造成误动。经过理论研究,重点分析了消弧线圈断线谐振和PT铁磁谐振的特征,详细对比了单相接地与谐振状态两种情况下三相电压及零序电压的差异,并在此基础上提出了综合对比零序电压和相电压的辨识技术。通过现场实际运行数据对该方法进行了验证,表明该方法能够有效提高选线装置的动作可靠性,满足实用要求。

采用差分滤波算法改进最大投影差值故障选线

为了提高最大投影差值(△(Isinφ))方法在故障选线中的可靠性和运算速度,在分析了最大投影差值方法和差分滤波算法的原理后,提出了采用差分滤波算法改进最大投影差值进行故障选线的新方法。利用差分滤波算法对最大投影差值方法进行优化,优化后算法避免了引入中间参考正弦信号并减少了乘法运算量,可靠性和运算速度都得到了提高。理论分析和大量仿真结果表明,新算法不受故障角、过渡电阻、故障位置和电弧接地等参数的影响,故障选线正确率能达到100%。

融合零序电流衰减直流分量的矿山电网接地选线

矿山高压电网单相接地故障中零序电流的衰减直流分量对选线的速度与准确度均有很大影响。为此,在深入研究单相接地低频暂态过程的基础上,结合最小二乘矩阵束算法提出了融合衰减直流分量与有功分量的零序电流低频暂态综合幅值判据。该判据不仅可在一定程度上降低衰减直流分量对选线保护动作速度的影响,而且能显著扩大故障与非故障线路判据特征量之间的差别,有效提升选线的准确度。大量基于PSCAD/EMTDC的典型故障实例仿真验证了该判据的正确性。

基于行波模值比值与极性的选线选相法

鉴于小电流接地系统β、γ模量行波选线判据繁琐、相电流行波选线不能确定故障相,文中运用初始行波选线研究结果,推导β、γ模量比值关系式,结合相电流行波选线原理,综合提出一种新型的选线定相的方法,该算法通过判定相电流初始行波及两模量模极大值比值和极性进行在线分析,能更快更准选线定相,适用于安装有两相或三相TA的系统,满足不同现场的情况,最后通过仿真验证了本方法是正确有效的。

谐振接地系统单相接地故障仿真分析

针对谐振接地系统发生单相接地故障时因故障线路电流很小且方向不确定而导致选线难度大的问题,从理论上分析了谐振接地系统发生单相接地故障时的零序电压、零序电流变化规律;在Matlab软件中建立了小电流接地系统仿真模型,并分别对中性点不接地系统、全补偿谐振接地系统、过补偿谐振接地系统、欠补偿谐振接地系统进行了仿真分析,仿真结果与理论分析结果一致,进而得出结论:发生单相接地故障时,中性点不接地系统可选用基于幅值和方向等稳态分量的选线方法,谐振接地系统不可选用该种选线方法,但两种系统可选用同一种基于暂态分量的选线方法。

基于小波-神经网络的小电流接地选线的研究

研究了小波分析理论和人工神经网络技术在小电流接地系统单相接地故障选线中的应用。介绍了小波变换的奇异性检测理论和模极大值理论,神经网络的结构和改进算法,以及两者结合的选线方案。通过小波变换提取故障时各支路出线零序电流信号中的故障特征,作为神经网络的输入向量。建立典型的三层BP网络模型,从小电流接地系统动态仿真模型中采集大量样本训练网络,并针对不同故障模式进行测试。仿真实验的结果表明该方法能够准确、可靠地实现故障选线。

基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理

针对中性点非有效接地配电网单相接地故障处理难题,提出一种基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理方案。自动化系统由变电站内的故障相接地熄弧选线装置和配置于馈线开关的故障相接地启动保护装置构成。通过采用故障相接地手段实现单相接地故障的可靠熄弧,利用故障相接地断开前后的零序电压和零序电流变化特征实现永久性单相接地故障选线、选段、隔离和健全区域供电恢复。通过对故障相接地断开前后系统零序电压和零序电流的变化规律分析,构造了基于故障相接地断开前后基波零序电流比值的单相接地选线和选段判据。讨论了单相接地故障处理启动判据、故障相接地断开时刻感知、故障相接地断开前中性点中电阻投入必要性等关键技术问题。结合实例对所提出的单相接地故障处理过程进行了说明,并开展了实验验证,结果表明了所提出方法的可行性和有效性。

基于快速消弧线圈的扰动法选线分析及应用

介绍了采用晶闸管控制的高短路阻抗变压器式消弧线圈的可迅速改变补偿度的特点,实现与之配合的选线原理:零序电流扰动法。分析了其选线的原理、判据、独有特点及其极高的准确度。最后介绍了应用情况,提出准确的选线跳闸可实现一种新型的配网中性点运行方式。

小电流接地系统单相接地故障检测方法分析

中性点非有效接地配电网发生单相接地故障时,尽快选出故障线路对提高电网的供电可靠性有重要意义.文章综述了国内外小电流接地系统单相接地故障的保护现状,分析了目前各种保护原理的优点和不足.最后提出了自己的观点.

配电系统单相接地故障分析

单相接地故障是配电系统中最常见的故障。分析单相故障发生的原因、危害和影响。针对故障发生时的主要特征和报警信息,阐述对不同类型单相接地故障的判断方法,并在此基础上提出故障的预防和处理方法。详细分析单相接地故障时各主要电气量的变化特征和计算方法,包括短路电流、非故障相电压、电容电流等。

基于时域下相关分析法的小电流接地故障选线

由于配网结构日趋混杂、故障线的故障特征不明显和接地状态不稳等原因,准确的小电流接地故障选线技术一直是继电保护领域研究的热点和难点。针对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地系统,分别分析了其零序等效模型,得出两种接地方式下健全线、故障线的零序电流和母线零序电压之间的关系,然后运用相关分析方法,通过计算各出线零序电流和母线零序电压导数之间的相关系数实现故障选线。理论分析和仿真结果表明,该选线方案准确可靠,不受故障初相角、过渡电阻和故障位置的影响;该方案计算量小且具备自举性,可以和馈线保护装置合为一体。

一种新型小电流接地系统单相接地故障检测装置的设计

本文针对小电流接地系统存在的选线问题,在深入分析小电流接地系统发生单相接地故障时的暂态和稳态过程电气量特征的基础上,设计了一套基于综合判据的小电流接地选线装置。利用DSP芯片的优越的数字信号处理功能和快速的运算速度,很好的解决了传统的MCU的运算速度低的问题,实现了包括注入信号法在内的小电流接地综合智能选线算法。其软件判据为综合暂态和稳态判据的综合判据,提高了选线速度和性能。实践结果表明,该装置运算速度快,抗干扰能力强,运行稳定,具有良好的性价比,是小电流接地电网中一种实用的选线平台。