小电流接地系统故障选线方法综述

在我国3～66kV配电网中,广泛采用非直接接地系统,也就是小电流接地系统。而此类系统发生最多的是单相接地故障,如何快速准确地检测出故障线路一直是电力系统继电保护的重要研究课题。回顾了小电流接地系统单相接地故障选线方法发展的历史,对现有的各种选线原理和方法做了系统归纳和比较,提出尚需要解决的问题,并给出了几点结论。

基于系统聚类分析的馈线接地保护

馈线接地保护是小电流接地系统中长期存在的难题。为深入挖掘故障信息的本质特征和内在规律,对多源故障信息进行有机综合处理,文中介绍了样本相似性量度和类间距离的计算方法,给出定量判定聚类有效性的方法,寻找出适用于馈线接地保护的最佳系统聚类算法;提出了系统聚类故障检测的模型与方法,根据零序导纳法、负序电流法、零序电流法、接地故障电阻法等多源故障信息的相似性程度,即空间距离的远近进行保护判断。EMTP仿真分析表明该方法具有较高的保护精度和鲁棒性,能满足配电自动化的要求。

小电流单相接地故障在线定位装置研究与实现

配电网单相接地故障在线定位是制约供电部门提高供电质量的关键问题之一。通过对小电流接地系统单相接地故障进行分析,研究基于零序功率方向和五次谐波分量法的在线定位方法,并设计了基于嵌入式系统的小电流故障定位装置。该装置基于ARMCortex-M3处理器,利用GPS技术和软件跟频技术实现了配电网广域零序相量的获取,并通过CSD通信网络进行远程无线数据传输。在线路的零序电流测量节点处,将变电站测量的零序电压与线路节点的零序电流相位进行比较,依据零序功率方向法和五次谐波分量法,准确判断故障点的位置。在10kV物理模型上进行了仿真实验,结果表明该装置能较好完成信号同步测量与传输,可以实现小电流接地系统单相接地故障的检测与定位。

基于故障电阻测量的小电流接地系统保护方法

为解决小电流接地系统高阻接地故障检测的难题,分析了单相接地故障前后相电流变化特征:故障线路的故障相与非故障相电流变化量之差等于接地故障电流,非故障线路的故障相与非故障相电流变化量相等;并由故障相电压与故障电流之比计算出接地故障电阻,发明了基于接地故障电阻测量的高阻接地保护方法。EMTP仿真分析和动模实验测试结果表明,该保护方法能够保护各种高阻接地故障,具有较高的保护精度和可靠性,适合在配电自动化终端单元(FTU)上就地实现。

非直接接地系统单相接地故障选线方法综述

在我国3～66kV配电网中,广泛采用非直接接地系统,也就是小电流接地系统。而此类系统发生最多的是单相接地故障,如何快速准确地检测出故障线路一直是电力系统继电保护的重要研究课题。本文回顾了小电流接地系统单相接地故障选线方法发展的历史,对现有的各种选线原理和方法做了系统归纳和比较,并给出了几点结论。

基于HHT小电流接地故障选线与在线故障定位方法

小电流接地系统发生单相接地故障，系统仍可运行1～2小时，要求在不断电的情况下，实现故障选线，并对故障进行定位。提出一种基于 HHT 小电流接地故障选线与在线故障定位的方法，利用奇异性检测法判断各线路在故障时刻的极性，实现故障选线，在线路参数未知的情况下，采用合闸时产生的操作过电压行波在线测量行波波速，单相接地故障发生后，利用 HHT 寻找电压行波瞬时频率突变时刻，并运用单端测距法实现对架空线、电缆和电缆-架空线混合线路故障定位。最后，对算例进行数值仿真，仿真结果验证了该方法的可行性和实用性。

一种用于绝缘子闪络定位的新型无源故障指示器

针对现有配电网中性点不接地系统接地故障定位方法的不足,设计了一种用于因绝缘子闪络导致的接地故障的全新无源故障指示器。故障指示器通过纳米晶材料的取能线圈从绝缘子末端或杆塔接地点的故障电流获得能量并将其储存,使装置在完全无源的情况下实现接地故障定位,装置成本低廉、工作稳定、定位准确。实验证明,该故障指示器最低工作电流只需210mA,并能够承受大电流冲击,同时可对因绝缘子闪络导致的单相或多相接地故障进行定位。因此,该故障指示器适用于各种中性点接地方式的输配电系统。

基于小波变换的小电流接地故障检测技术研究

文章介绍了小电流接地故障检测技术,并将小波变换用于信号突变点的检测,使得小电流接地故障检测更加准确、可靠。

小电流接地系统单相接地故障选线方法综述

中性点经消弧线圈接地是小电流接地系统方式之一,这类系统随着消弧线圈补偿程度与接地电阻的不同具有不尽相同的故障信号,是目前选线的难点。本文根据现有研究,总结了小电流接地系统单相接地故障选线方法,对近几年基于暂态量选线的方法进行详细阐述和归纳,结合配电网的现实情况以及今后的研究方向提出了几点意见。

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。

经验包络法在小电流接地电力电缆在线故障测距中的应用

针对小电流接地系统发生单相接地故障,并要求在不断电的情况下,检测出故障位置的情况,提出一种基于经验包络法小电流接地电力电缆在线故障测距方法。在电缆参数未知的情况下,采用合闸时产生的操作过电压行波在线测量行波波速;单相接地故障发生后,利用经验包络法寻找行波瞬时频率突变的时刻,并运用单端测距法实现电力电缆故障测距。最后,通过对算例进行数值仿真来验证该方法的可行性和实用性。

基于FastICA的小电流接地故障选线法

小电流接地系统发生单相接地时,线路故障成分复杂,不同性质的成分之间相互抵消或补偿,弱化了故障特征,造成选线困难。利用快速独立分量分析(Fast ICA)算法,将故障稳态分量、暂态分量和噪声从观测信号中分离,以线路零序电流各分量信号能量为判据,可实现单相接地故障的准确选线。MATLAB仿真结果表明,该方法选线准确,抗干扰能力强,且适用于所有小电流接地系统。

基于MEEMD能量算法的小电流接地故障选线

针对现有算法在小电流接地系统发生单相接地故障时不能精确区分零序电流频段的困难,提出一种MEEMD(Modified Ensemble Empirical Mode Decomposition)能量新算法。首先利用Hausdoff阈值对传统的EE-MD算法进行改进,以获得每条馈线中的高频衰减震荡信号,然后求其在故障发生后的能量,最后通过每条线路和所有线路的高频能量比率来执行选线。研究分别对故障零序电流做了EEMD和MEEMD算法对比,采用Matlab/Simulink软件在不同的故障条件下进行仿真实验,结果表明该选线算法完全避免了传统算法模态混叠的缺陷,能够快速准确的选出故障线路并具有高稳定性。

基于高维随机矩阵理论的故障选线及定位方法

大数据理论的不断发展为解决配电网的故障精准选线定位难题提供了解决思路。基于目前的高维随机理论,提出了一种新的故障选线定位方法。该方法将零序电流和零序电压信号分别按照一定规律形成高维随机矩阵,比较了特征值概率密度函数与M-P律曲线的重合度,并分析了奇异值点在复平面上的分布,以M-P律和单环定理作为双重判据进行故障选线和故障定位。该方法弥补了MEEMD能量算法不能精准确定故障点的缺陷,仿真实验证明了该方法在故障选线、定位上具有很高的精准度,计算过程也更为简单。