小电流接地配电网馈线单相接地故障零序阻抗特性分析

文章以暂态零序特征为着眼点,从频域角度对小电流接地系统发生单相接地故障后的特性进行详细探讨。从线路入端零序阻抗这一随频率变化的特征量入手,深入挖掘了配电网系统中各馈线零序阻抗的阻抗特性,详细探讨了零序阻抗的幅值、相角随频率的变化规律,并针对不同的中性点接地方式以及线路是否健全加以分析,为更好地利用零序暂态信号,提高故障检测正确率夯实了基础。最后通过PSCAD搭建仿真模型验证了该特性。

基于零序导纳幅值比的同母两回线异相接地复故障选线方法

消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障时,常规选线装置存在准确率不高的问题。针对消弧线圈接地系统发生的同母两回线异相接地复故障选线难的问题,文中通过线路首端的零序电流和母线零序电压信息获得线路的零序导纳,分析消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障特征,发现故障线路零序导纳的幅值大于非故障线路零序导纳的幅值,在高阻接地时仍呈现出此特征。在此基础上提出了基于零序导纳幅值比的消弧线圈接地系统同母两回线异相接地复故障选线方法,利用故障线路与非故障线路零序导纳幅值的差异建立故障选线判据,将所有故障线路全部选出。PSCAD仿真结果表明,该选线方法准确率高,不受故障位置、消弧线圈补偿度的影响,具有较强的耐受过渡电阻的能力。

基于ICEEMDAN-GWO-SVM的煤矿井下单相接地故障选线

为解决煤矿配电网发生单相接地故障时,难以对故障线路准确识别的问题,提出一种基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)的灰狼算法优化支持向量机(GWO-SVM)配电网单相接地故障选线方法。采用ICEEMDAN对不同工况下的每一条线路的零序电流进行分解,对各线路分解后的第一个模态分量IMF1求裕度因子、残差量相对能量系数和综合相关系数,然后将求解出的3种特征值组合形成特征向量,最后输入GWO-SVM中进行模式识别。通过Matlab/Simulink搭建包含4条馈线的10 kV配电网仿真模型进行验证。仿真结果表明,该方法不受故障位置、故障初始角、过渡电阻的影响,具有较高的选线准确率。

中压交流系统低电阻接地方式特点简析

根据中压交流系统低电阻接地方式的特点,结合继电保护和系统安全要求,介绍两种低电阻阻值计算方法,给出阻值选择的建议。此外,中压交流系统不同接地方式对设备选型有重要影响,结合标准规范要求,对设备选型差异进行梳理,以供设计人员参考。

矿山供电系统单相接地故障区段定位方法

中性点非有效接地的矿山高压供电系统发生单相接地故障后,故障暂态过程交叉干扰严重,故障信号呈现出很强的非线性、非平稳性、高时变性和复杂性,故障定位难度很大。针对此难题,提出了一种基于分布散度的故障区段定位方法。首先,通过等效电路分析了故障特性,研究并采用Choi-Williams分布(Choi-Williams Distribution,CWD)时频能量谱克服故障信号中多频率成分交叉干扰。然后,采用改进KL散度表征故障区段上下游信号时频分布差异,处理上下游信号CWD时频能量谱中重叠部分,消除故障区段上下游信号相似成分的不利影响。在此基础上,借助零序电流信号CWD-KL散度构建了故障定位判据。最后,仿真测试与对比分析验证了所提方法的有效性与优越性。

一起电压互感器故障引起主变跳闸事故的分析及处理

针对某电厂发生的发电机出线侧电压互感器故障导致主变跳闸事故,对事故的整个过程进行了分析。通过对故障跳闸前和跳闸时的录波数据、保护跳闸报文以及故障设备的综合分析,判断本起事故是由于发电机出线侧电压互感器c相二次侧接地,进而导致电压互感器a、b相一次侧先后接地,最终演变为两相接地短路故障,并通过理论计算验证分析判断的正确性。在全面核查主设备参数时,又发现电压互感器的绝缘参数低于规程要求。为了彻底解决此问题,提出了相应的处理方案,采用国产电压互感器替换进口电压互感器。经过整改后,电压互感器的工频耐受电压水平得到了提高,从而提高了机组运行的可靠性和安全性。

基于低压量测的小电流系统单相接地故障检测方法

小电流系统单相接地故障带来严重的公共安全隐患。配电物联网的发展建设为配电网的智能监测、自动化和保护控制带来了新的机遇和技术手段。该文提出一种基于配变低压侧的智能配变终端采集数据,识别中压配网单相接地故障线路,并将故障定位至大致范围的新方法。故障引发低压侧的暂态线模电压突变量在系统中不同点位的分布具有一定规律;在故障线路上,其瞬时值在故障点处最高并沿故障线路两侧递减,在电源母线处最小;而非故障线路低压侧的瞬时值要远小于故障线路,且沿线路递减,由此可以判断故障线路;最后通过比较故障线路下各台区低压侧的暂态线模电压突变量的最大值,确定故障点所处区段范围。仿真及真型试验结果验证了所提方法的有效性。通过广泛部署的智能配变终端多点协同监测中压配网状态信息,实现小电流接地系统故障检测,无需额外投资具有良好工程推广价值。

基于PSCAD的城轨交通35 kV供电系统接地故障及其保护的仿真分析

针对传统分段式零序电流保护在保护配合级数较多、受接地变零序电流保护动作时间的限制难以实现保护的选择性的情况,采用对称分量法对某城轨交通35 kV供电系统单相接地故障进行分析,应用电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC),按照其参数搭建一、二次系统模型进行仿真验证,为零序电流保护的整定提供理论依据。通过对因电流选跳保护误动作实例的分析,提出采取配置通信网络冗余及监测与优化保护动作逻辑的优化措施。

配电网单相接地故障区段定位新技术

为解决配电网中辐射型线路的单相接地故障区段定位问题,对中性点经消弧线圈串/并联电阻接地电网中零序有功功率在非故障线路和故障线路区段的分布特点进行了分析,并给出了相应的表达式。在此基础上,提出了使用零序有功功率在辐射型配电网中定位单相接地故障所在线路区段的方法,并结合分析结果给出基于零序有功功率变化量的判据。该方法有明确的选择性,可在结构复杂的多分支、多段线路且没有装设自动调谐消弧线圈的配电网中进行单相接地故障定位,且对保护信息无时间同步要求,对保护系统通信性能要求低。仿真算例验证了该方法与判据的正确性。

TN接地系统短路保护灵敏度设计探讨

根据低压配电线路短路保护灵敏度要求,分析提高低压配电线路短路保护灵敏度的主要措施。利用现有国家标准图集19DX101-1《建筑电气常用数据》有关数据,推导出方便快速判定TN接地系统低压配电线路短路保护灵敏度能否满足要求的方法。

城市轨道交通中性点不接地供电系统单相接地保护新方案

通过对城市轨道交通中性点不接地供电系统中不同位置发生单相接地故障时的对地电容电流进行分析,提出了对应的保护新方案。文中明确了该保护方案的系统配置、保护定值设置及相应的控制逻辑,并对控制逻辑进行了验证。

谐振接地系统两点间同相接地故障分析

本文详细分析了中性点经过消弧线圈接地系统中同一相位不同两点发生接地故障的情况,包括发生该故障时故障电流的流向路径,及其等值电路和计算公式。同时,利用MATLAB中可视化仿真工具(Simulink)实现了中性点经消弧线圈接地系统的配电网的动态系统建模,根据短路发生的不同时刻和不同的接地电阻等多种情况,对中性点经消弧线圈接地系统的同相位发生不同两点接地故障进行了仿真。该分析对故障选线以及整定计算工作有一定的参考意义。

一起10 kV谐振接地系统连续故障分析

单相接地故障在电网中发生故障率较高,研究单相接地故障对提升供电可靠性有重要意义。文中从母线电压的角度剖析了10 kV谐振接地系统发生单相接地故障的特点,洞悉单相接地故障的诸多原因,进而减小单相接地故障的发生率,保证电网安全稳定运行。首先,分析系统单相接地故障接地时的暂态过程,得出了暂态电流的具体数学模型;然后,对该起故障的录波波形进行分阶段定性分析,同时使用Matlab仿真验证分析的正确性,并探究了在不同接地电阻下母线电压的变化规律;最后,针对谐振接地系统提出建议以减小单相故障的影响范围,具有较高的工程应用价值。

小电流接地系统单相接地故障选线方法研究

近年来随着社会经济的持续发展和人们生活质量的提升,对电力系统供电可靠性提出了更高的要求。配电网络是联系电力系统和用户间的桥梁,其对于供电可靠性有着较高要求,而小电流接地则是一种常用于中低压配电网络的接地系统,由于配电网络线路长、设备多,这就导致了其在长期运行过程中出现故障的概率大幅增加,而一旦发生事故将会对正常的工业生产、人民生活带来严重的影响。为优化小电流接地系统单相接地故障选线方法,文章采用EEMD–Hilbert边际谱能量熵的选线方法,并构建GA–SVM模型,在此基础上给出了小电流单相接地故障选线流程。

基于改进蚁群算法的配电网故障定位

目前配电网的故障定位采用故障电流分析方法,在实时信息序列中存在畸变信息时有可能错判或误判,导致城市配电网发生故障时无法快速准确定位的问题。首先对蚁群算法进行改进,采用了一种根据蚁群算法搜索情况来自适应动态修改信息素的方法,使得算法更好地跳离局部最优解,然后通过建立适当的数学模型,对IEEE-33节点测试系统进行了仿真计算,最终结果证明了该算法在配电网故障定位方面的有效性。

基于相电流突变量的配电网单相接地故障区段定位

配电网在单相接地故障后,对健全线路及故障线路上故障点之后的部分,三相电流突变量大小相等、波形一致;而故障线路中故障点之前的部分不具有该特征。据此提出一种基于相电流突变量的配电网单相接地故障区段定位方法:在各线路出口及分支处安装接地故障检测装置,独立测量比较各相电流突变量,即可识别出故障区段,结合网络拓扑即可实现故障区段定位。给出了具体的故障定位流程和判据。仿真实验证明了该方法能正确、可靠地识别故障区段。所述方法原理简单,仅需测量电流,且具有自举性,有望应用于实际配电网中。

配电线路行波故障测距初探

探索综合利用故障初始电流、电压行波线模分量实现配电线路双端故障测距的新方法。根据不同配电线路的结构特点,分别提出了“电流-电压”、“电压-电压”和“电流-电流”3种双端行波测距模式。简要分析了小电流接地故障及相间短路故障的行波特征,阐述了故障行波信号的获取、故障过渡电阻、配电网混合线路、多分支线路以及行波波头的准确标定等影响故障测距的关键技术问题。提出利用线路末端配电变压器传变电压行波,解决配电线路末端行波信号不易获取的问题。最后通过现场试验初步验证了该方法的可行性。

基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法

配电网多为树形结构,分支多,单端定位或双端定位方法都很难准确定位故障。针对B型行波和配电网树形结构,提出了一种多端行波故障定位方法。该方法利用接地故障时刻产生的行波第1波头到达配电网线路各末端的时刻进行故障定位。利用行波故障定位基础理论,建立了多端行波故障定位的理论依据,考查了定位方案在配电网中的优越性。采用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方案在配电网中遇到的各种情况进行了仿真分析。仿真结果表明,在配电网单相接地故障定位中,多端行波定位法只利用接地故障初期很短时间内的暂态行波信号,接地故障后期的故障发展情况对开始的暂态行波信号并无影响,所以运用多端行波定位法能够快速准确地找到故障点。

基于零序电流突变量的配电网单相故障带电定位判据

谐振接地配电网发生单相接地短路故障时,可以继续运行1～2h,如果在此期间可以排除故障,将可实现配电网的持续性供电。针对谐振接地配电网单相接地故障,通过分析变电站出线端的线路分支故障、非出线端线路分支故障以及故障点前后的零序电流特征,提出一种利用零序电流突变量进行带电故障定位的判据,利用此判据可以很好地解决谐振接地配电网单相接地故障带电定位的难题。通过ATP仿真,验证了该判据的正确性和有效性。

基于暂态相电流的小电流接地故障定位研究

提出一种利用三相电流中的故障电流暂态分量实现小电流接地故障定位的新方法。故障点上游线路,故障相的故障电流暂态分量约等于3倍的上游暂态零模电流,方向为由故障点流向母线;而健全相的故障电流暂态分量约等于故障点下游暂态零模电流,且由母线流向故障点。故障点下游线路,故障相和健全相的故障电流暂态分量均约等于下游暂态零模电流,方向为由故障点流向负荷。在此基础上,定义和求取方向参数,根据故障点两侧方向参数的不同实现故障定位。该方法只需本检测点的三相电流信号,不需电压信号,也不需相邻检测点时钟精确同步。