配合FTU的小电流系统单相接地故障定位方法

为解决小电流接地系统发生单相接地故障后,故障特性不明显因而故障定位困难的问题,分析了当前在小电流接地系统发生单相接地故障时故障定位常用的方法及现存的缺陷;对小电流接地系统发生单相接地故障后系统中不平衡电流分布情况作了深入的研究,并且考虑到中性点的不同接地方式以及过渡电阻、电流互感器(TA)不平衡电流、馈线终端单元FTU(FeederTerminalUnit)实际工作要求等诸多影响,提出了一种配合FTU工作有效的故障定位方法———零序电流增量法。介绍了零序电流增量法的基本原理以及如何配合FTU实际工作;说明了该方法的特点及适用范围,并用Matlab软件对其进行了仿真。

小电阻接地系统间歇性接地故障的动态增量判据及保护方案

为准确识别小电阻接地系统间歇性接地故障,以该故障实际案例为例进行研究,分析了故障发生时传统反时限及三段保护无法正确动作的原因及该故障可能引发的严重后果。进一步对该故障进行仿真,结果表明间歇性单相接地故障的故障电流有效值不高且持续时间短,即具有冲击性及间歇性。针对该特点,提出一种相应的电流动态增量判据,并结合微机系统设计故障的保护方案逻辑流程,形成微机系统动态增量保护方法。该方法可对间歇性单相接地故障的准确识别进而进行保护,提高小电阻接地系统运行的可靠性。

基于综合选线策略的小电流单相接地故障选线装置

针对单一选线原理的不足,提出了一种综合选线策略,即基于稳态分量的零序导纳法、零序电纳增量法和零序电导法、基于暂态分量的暂态电流互积求和法;基于该综合选线策略开发了一套小电流接地系统单相接地故障选线装置。该选线装置能根据不同的中性点接地方式通过键盘选择不同的选线算法,实现基于稳态接地故障和暂态接地故障的综合选线。实验结果表明,该选线装置对于高阻接地故障、电弧性接地故障等都具有较高的准确性。

基于中值电阻投切的故障选线与定位新方法

消弧线圈接地系统并联中值电阻为故障选线与定位增大了信息的可利用度,基于此提出利用中值电阻投入前后工频增量系数的选线与定位方法。分析了中值电阻在系统故障时的投切时间,并梳理了投入前后零序电流工频信息的故障特征及其差异性。研究发现在投切电阻时故障线路零序电流分量突增而健全线路零序电流分量降低;故障区段的上游段零序电流分量突增而下游段零序电流分量降低。针对此差异性,计算投入电阻前后零序电流分量半周积分值的比值为工频增量系数K,基于故障线路与健全线路的K值比较及故障区段的上游与下游K值比较,实现故障选线和区段定位。利用Matlab/Simulink建立混合电缆-架空线系统仿真模型,仿真结果验证了所提出选线定位方法的有效性。

多时态的三相相地增量电流矢量关系特征及选线应用

为提高配电网单相接地选线定位的正确率,通过对小电流接地在多时态三相增量电流的构成和矢量关系特征的分析研究发现:1)反映小电流接地本质特征的分量电流为双负序电流,并总结出其矢量关系特征;2)检验增量电流至少在一个时态内有无双负序电流矢量关系特征,能够确定是否疑似接地线路;3)检验增量电流至少在后暂态有无该特征,能够辨识真伪单相接地;4)可能出现的暂态谐振电流的首半波或非周期分量电流,与工频增量电流在接地相的首半波同极性。据此,设计了在多时态比较三相相地增量电流矢量关系特征的接地选线和防误辨识方法。该方法排除了零序谐振电流的影响,广泛适用于各类型配电网的高、中、低阻接地选线。经多方案仿真和模拟实验验证,该方法适用有效。

利用PCI2006数据采集卡实现谐振接地系统的故障选线

随着城市电网改造与建设规模的不断扩大,线路对地电容电流越来越大,谐振接地运行方式成为一种趋势。当谐振系统发生单相接地故障时,如何快速有效地找出故障线路,成为研究的热点。首先研究了选线准确率最高的零序电流增量法的基本原理。然后针对随机噪声影响检测小信号的准确率的情况,提出了把采集到的小信号叠加起来,使得噪声干扰信号被相互抵掉,同时选线所需有用信号被放大的方法。接着分析了如何利用PCI2006数据采集卡来采集谐振系统的有用信号,进而监控系统的变化并准确检测出故障线路的思路。最后通过在搭建的外部物理模型上做实验,验证了改进的零序电流增量法的效果和PCI2006数据采集卡应用于故障选线的可行性。

配电网消弧线圈优化控制策略

针对谐振电网消弧与选线难以兼顾的问题,提出了基于改进综合增量选线方法的消弧线圈优化控制策略。定义了一种新的零序电流综合增量,在脱谐度变化有限的情况下,增大故障线路与非故障线路间的差异性,从而提高选线的可靠性;根据交流熄弧条件,给出了基于改进零序电流综合增量选线方法、满足电弧不重燃条件下的消弧线圈控制策略。PSCAD仿真表明,改进后的零序电流综合增量法表征的故障特征更加显著,选线的正确性不受故障距离和过渡电阻影响,给出的优化控制策略能准确控制故障点的残流水平,兼顾消弧与选线2方面,具有极大的实用性。

维也纳拓扑在断续空间矢量调制下开关序列切换优化

维也纳拓扑的可用空间矢量受电流影响的特性,使得断续空间矢量调制开关序列切换时的衔接问题变得严重。为了探明衔接问题的机理并降低其影响,首先分析在电流不变向时开关序列切换的可能情况,推导计算了在电流变向时因为理想扇区和实际扇区间的滞后超前偏差导致的矢量合成误差,进而给出在切换前后选择特定开关序列的优化策略;然后对目前常见的断续矢量调制方案的衔接情况进行分析,并结合优化策略给出优化方案;最后,通过仿真和实验验证了优化方案可以实现平滑的开关序列衔接,且实现算法简单,具有一定的实用性。

单相接地故障综合选线的研究

为了解决谐振接地系统,发生单相接地故障时基于单一暂态或稳态的选线策略的故障选线装置的选线误判率过高的问题,本文提出了一种基于综合选线的策略即零序电流增量法和暂态零序电流方向互异法。实现了对稳态和暂态两方面进行零序故障电流的综合选线,从而进一步提高选线的准确性。基于这种综合选线策略的谐振接地选线装置被研制出来,并在模拟电网进行实验。实验结果表明:该装置具有实时记录并显示谐振接地系统发生单相接地故障时故障线路和非故障线路零序电流的稳态增量的变化和故障线路零序电流暂态方向的不同,并通过DSP对故障线路做出准确、可靠的判断。

谐振接地系统单项接地故障综合选线的研究

为了解决单一的选线原理进行故障选线误判率较高的问题,该文提出了基于零序电纳增量法和暂态零序电流方向的故障选线方法的单相接地故障的选线装置。通过在模拟电网的实验表明:该装置能够对故障线路做出准确、可靠的判断。

小接地电流系统单相接地微机保护中的两种选线方法

本文介绍某大型化肥厂６ｋＶ中性，是不接地供电网络单相接地微机保护中应用的基波零序电流方向、异相电流增量差值等两种选线方法的基本原理，选线判据，程序框图设计，应用特点，具有一定的实用价值与普遍意义。

Research on Fault-feeder Selection Dvice

The compensation current of the arc-suppressing coil makes the phase and amplitude of zero-sequence measurement current of the earthed fault feeder to vary. It is very hard to detect the fault feeder by using existing detectors based on single method. In this paper, integrative feeder selection strategy—zero sequence current increment method and the direction of transient current— is put forward. Based on the integrative feeder selection strategy, the design of fault-feeder selection device for one-phase-to ground fault on resonance grounding system is presented. For the purpose of testing and validating the operating principle of the device, the experiment of single-phase-to-ground fault has been carried out on the simulation of 1.2 kV power network. The results from many repeat experiments show that stability of the fault selection device is satisfactory.

配合快速开关的10 kV不接地系统单相接地选线方法

10 kV中性点不接地系统发生单相接地故障时,如何快速、准确地选出故障相和故障线路,是亟待解决的问题。针对此问题,提出一种基于快速开关的故障转移选线方法。发生单相接地故障后,故障相上的快速开关检测到故障相后迅速合闸,将故障相稳定接地,从而将故障电流由故障点转移到快速开关上来。发生故障后,在快速开关合闸前后,故障相上非故障线路的零序电流均为零,故零序电流增量为零,而故障线路的零序电流在快速开关合闸前为非故障相所有线路零序电流之和,合闸后由于故障电流转移到了快速开关,使得其值变为零或者很小的一个值,故零序电流增量非常大。配合快速开关制造短路、转移故障电流,利用故障线路和故障相上非故障线路各自零序电流增量的显著差异,不仅可以比较快速、准确地选出故障相上的故障线路,切除以恢复供电,而且还可以有效解决故障点电弧重燃问题。仿真结果表明,提出的故障选线方法,可以有效提高选线的速度和准确率,对10 kV中性点不接地系统的安全稳定运行和电缆等设备的绝缘保护具有重要的实际意义。

基于阻性电流增量的矿山供电高阻接地故障选线方法

针对矿山作业供电设备长时间运作,导致电力线路被损坏,出现耽误工期等问题,提出一种基于阻性电流增量的矿山供电高阻接地故障选线方法,该方法利用阻性电流增量改变原始电力接地系统运行模式,转换零序电流形式获取判断依据,在选线时改变接地系统运行模型,获取故障路线的大致范围,利用电阻接地方式直接限制接地电流水平,降低故障点的电位升高量,利用Prony算法得出各个线路的信号,计算出线路补偿前后的原始相位变化量,对比每个电力的变化量结果,添加电阻接地暂态状态,最终通过正常电路与故障电路间的相位差选取出故障线路,实现矿山供电高阻接地故障选线。实验结果表明,所提方法的矿山供电高阻接地故障选线精度高。

基于零序导纳增量选择法的矿井漏电保护方法

矿井电网属于小电流接地系统,其中最常见的故障是漏电故障。目前对于小电流接地系统的漏电保护方法主要基于稳态特征或者暂态特征,但这两类方法都不能很好地适用于消弧线圈接地系统。因此提出一种零序导纳增量选择法,只需求得线路故障前和故障后的零序导纳差值,即可准确选择出故障线路和非故障线路,这样就可以据此跳闸断开故障线路,减小故障造成的影响。依据提出的方法设计漏电保护装置,并在实验台上搭建模拟线路进行漏电保护实验,实验结果证明了提出的漏电保护方法是有效的。

谐振接地电网自适应突变量选线方法研究

在谐振接地系统的各种选线装置中,零序电流突变量法得到了较多的运用。但在实用中,如当发生间歇性电弧接地故障时,盲目地使用零序电流突变量法将造成选线失效。本文在阐述其运用原理基础上提出了基于小波分析的零序电流突变量法,使得系统能够自动识别故障类型,自适应地采用零序电流突变量法或暂态选线方法,从而提高了选线成功率。研究表明,该方法在选线装置中的引入将大大提高谐振接地电网的选线性能。