基于故障分量的配电网接地选线技术的研究

配电线路一般不经过交叉换位,线路结构参数和负荷常常是不对称的,因此在正常运行时,系统中存在不平衡的零序电流。当正常运行零序电流较大时,可能“淹没”因为接地所引起的零序电流,增加了故障信息提取的难度,影响接地选线的准确性和可靠性,而零序电流故障分量既充分包含了接地的故障信息,又能有效排除系统正常零序电流的影响,在理论分析和故障仿真的基础上,提出了利用零序电流故障分量进行接地选线的原理,仿真计算说明利用零序电流故障分量进行接地选线具有更高的准确性和可靠性,不受系统结构参数和负荷不对称的影响,可以适用于中性点不同接地方式系统的接地选线。     

配电网中接地故障检测新思路

提出一种新的适用于中性点不接地或非直接接地配电系统的接地故障检测算法。该方法是基于故障时由暂态电压和暂态电流计算而得到的暂态阻抗,然后根据暂态阻抗计算出的接地电容来实现接地故障的检测。利用M at-lab/S imu link仿真,模拟了3种不同故障条件下的仿真过程,验证了该方法的可行性。最后阐述了测量误差减小的方法以及判定故障整定值的确定。     

配电线接地故障保护装置的应用

高压配电线路的接地故障,占了整个供电系数事故的85％左右。因此保证配电线路接地保护选择性的重要意义就不言而喻了。目前,高压配电网络一般都采用中性点不直接接地方式,故障电流以小,要求接地保护灵敏、正确动作。这是一个难度较高的问题。     

基于图模型的架空输电线路山火风险等级预测模型

山火灾害易诱发架空输电线路跳闸事故,严重危害电网的正常稳定运行。为降低山火灾害对电网运行的影响,提高架空输电线路山火防治水平,本文提出了一种基于图模型的架空输电线路山火风险等级预测模型。该模型首先在森林火险气象指数的基础上,综合考虑地表燃烧因子和历史火情因子的影响,构建了输电线路山火风险等级评估指标体系;然后结合专家评分采用图模型和最优理论降低赋权中的主观随意性,确定了各因子权重系数,并利用3 km×3 km分辨率的降水预报数据对山火风险等级进行修正,实现了输电线路山火风险等级预测;最后以南方电网山火高发期卫星监测热点分布情况,验证了所提方法的准确性。该方法目前已成功应用于南方电网山火监测预警中心,可指导输电运维人员提前巡查重点隐患线路,降低架空输电线路山火跳闸风险,提高电网安全稳定性能。     

防山火智能立体综合检测及预警系统的研究

随着国家大力推进电力基础设施建设,我国电网规模逐步扩大,随之而来的是对电网的安全、稳定、可靠运行提出了更高的要求。尤其是对于布设在偏远山区的输电线路,山火防护至关重要。本文从火电检测原理的角度入手,提出了基于遥感技术的山火检测及预警系统,并对系统的软硬件架构及功能进行详细描述,专门针对由接地引起的山火问题进行分析。经过实际运用验证,本文所研究的山火检测及预警系统能够实现对接地的有效、准确检测,并及时发出预警信息,对于输电线路的火灾防护具有重要意义。     

中性点有效接地配电网高阻接地故障特征分析及检测

中性点经小电阻等有效接地方式能有效地克服配电系统单相接地故障暂态过电压超标及故障选线不灵敏等问题,逐渐在城市配电网、大型厂矿企业电网中得到了推广应用;但这种运行方式仍然存在弧光接地等高阻接地故障正确动作率较低的问题。针对该问题,文中分析了高阻接地故障的特征,给出并验证了适用于配电网高阻故障检测的故障点电弧模型。针对现有方法中主要利用频域特征来检测高阻接地故障导致成功率低的缺点,提出了一种基于零序电流波形畸变凹凸性的高阻接地故障检测方法,仿真实验与现场试验数据验证了该算法的灵敏性和可靠性。     

跨电压等级不接地故障时低电压系统的过电压评估

发生跨电压等级不接地故障时,低电压等级系统出现电压升高的特征变异.针对这个问题,建立了跨电压等级不接地故障的模型,以此为基础探究各关键运行与设计参数对低电压等级系统过电压的影响,并在实际电网中对过电压倍数进行数值评估.研究表明,跨电压等级单相不接地故障时,低电压等级系统过电压情形最严重,此过电压倍数与高电压等级系统电源强度呈正相关,与低电压等级系统电源强度呈负相关;同塔架设位置对过电压倍数影响大,线间互感对过电压倍数影响小.综合以上规律,给出系统安全运行方面的建议.     

某500kV线路山火故障的原因分析

针对某500 kV线路C相(左相)故障跳闸事件,经巡视检查分析后确认故障杆塔为226号塔,判定为山火造成空气间隙击穿引起绝缘子闪络造成的线路跳闸,并根据工农业生产特点制定防护措施,避免类似故障再次发生。     

配电网两相接地短路故障定位与供电恢复

为了解决配电网两相接地短路故障处理问题,对两相接地短路故障现象进行了分析,提出了一种基于接地相过流信息连贯性的接地故障区域定位判据,指出了为实现两相接地短路故障区域定位,需要对三相过流信息分别采集和上报。以使受影响的负荷能够最大限度地恢复供电为原则,针对不允许单相接地运行和允许单相接地运行2种情形,分别给出了两相接地短路故障隔离和供电恢复策略的生成方法。结合典型案例对所提出的方法进行了说明,案例分析结果表明所提出的方法可以准确定位和隔离接地故障区域,可以使受影响的负荷最大限度地恢复供电。     

基于接地故障比的不平衡配电网单相接地故障选相方法

为了解决传统故障选相方法可能因配电网不平衡度高或者高故障接地电阻而失效的问题,提出了一种基于接地故障比的不平衡配电网单相接地故障选相方法。首先建立了发生A相单相接地故障后接地故障比幅值和相位的解析表达式,通过将两个表达式对接地电导进行求导,并进行不同参数下的单调性分析,最终确定了发生A相SLG故障时零序电压幅值和相位的变化规律。然后将两种变化规律进行了整合,提出基于幅值和相位综合变化规律的故障选相方法。此外,还将A相的变化规律推广到B、C两相,并分析了欠补偿、过补偿和全补偿接地条件对所提方法的影响。最后通过Matlab仿真验证了零序电压变化规律和所提故障选相方法的有效性。仿真结果表明：在阻尼率为5%、三相不对称度为4.5%的4种工况下,传统故障选相方法均会失效,而所提方法能够保证故障选相的正确性。     

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。     

一种考虑协调系数的配电网综合评价方法

提出一种考虑子目标协调系数的配电网综合评价新方法。该方法在层次分析法的基础上,首次提出对子目标的评价值进行离散度分析,从中提取反映子目标相互偏离程度的互协调系数从而构建出判断协调程度的协调矩阵,再通过协调矩阵发展出子目标协调系数的计算方法,实现了定量分析配电网协调发展的配电网综合评价方法。该方法既考虑了子目标重要程度对总评值的贡献度,又计及了子目标的协调程度对总评值的影响,不但能够给出评价样本的综合得分水平,而且能够客观地判断评价样本的均衡性。通过对6个区域的10 kV低压配电网进行分析,论证了该方法的有效性和实用性。     

基于磁场测量的配电网单相接地选线及定位新方法

输电线路发生接地故障时,架空线下方磁场能反映线路故障信息。输电线路短路电流大小不同,线路下方磁场相应地不同,即输电线路下方磁场的变化能够完全反映线路中电流的变化,磁场可以应用到电力系统保护中。配电网多为单端电源供电方式,针对配电网的复杂性及传统定位方法精度不高提出了一种基于磁场的非接触式故障选线及定位的新方法。利用磁阻传感器非接触测量杆塔下方磁场,根据磁场的幅值和相位选出故障线路,确定故障点位置。磁阻传感器测量精度高,成本低,故障距离可以确定在两个杆塔之间。利用MATLAB建立线路模型,仿真验证了理论的可行性。     

电站设备故障风险评估方法研究

针对电站设备故障风险难以进行定量评估的特点,提出了一种基于层次分析(AHP)的模糊综合评判方法。建立了该方法的数学模型,并且给出了故障风险评估各因素的权重以及计算方法。该方法兼顾了故障风险评价各因素之间具有的模糊性和层次性,并且把主观评估以隶属度和数值范围的形式进行量化,使故障风险评估更具客观性。通过实例计算表明,该方法有效、可行,并且能客观地评估设备故障风险的程度和等级,为电站设备状态维修决策提供依据。     

基于拓扑划分的配电网故障定位新算法

提出一种配电网故障定位的新算法,将配电网根据电源的个数进行分区,基于图论快速识别电网拓扑,将同一电源供电区域内的节点以树的形式进行链接。通过一次粗略定位找到存在故障的树,根据树中节点之间的链接关系,仅选择包含故障信息的支路,利用支路中父子节点故障信息的不一致性完成二次定位,准确找到故障的发生区段。用算例验证了所提算法的正确性和高效性。     

一种基于频率整合法的配电网单相接地故障测距技术

我国中压配电网绝大多数采用中性点非有效接地运行方式,故障类型以单相接地为主。文章首先对配网的单相接地故障过程进行了详细分析,理论上分析了基于故障暂态信号频率进行故障测距的可行性。为了提高测距的可靠性和灵敏性,利用prony算法对故障暂态零序电流信号进行了提取整合,提出了基于频率整合法的单端故障测距方法。最后通过PSCAD/EMTDC软件搭建了仿真线路模型,利用MATLAB进行数据分析和算法仿真,结果验证了文章的测距方法具有较理想的测距效果。     

基于分布式行波检测的配电网单相接地故障定位方法

为解决复杂树型配电网长期存在的单相接地故障精确定位难题,分析了故障行波模量的传输特性,提出了一种基于两种行波原理组合的故障定位新方法。该方法首先建立多端定位算法查找故障主干线路,缩小故障定位范围;然后提出基于行波模量时差的双端定位算法,利用行波线模分量与零模分量的行波传输时差准确计算故障距离;最后,综合利用多端与双端定位结果确定故障精确位置。经仿真验证,该方法仅需在部分配电线路末端安装行波定位装置即可实现配电网全网线路的精确故障定位,有效节省了装置投资成本,具有数据处理量少、算法实现简单等优点。     

基于小波去噪与随机森林的配电网高阻接地故障半监督识别方法

针对配电网高阻接地故障识别易受噪声干扰、无标签数据难以利用的难题,提出一种基于小波去噪与随机森林的高阻接地故障半监督识别方法。区别于监督式学习方法仅利用标签数据,基于协同训练方法能够充分利用有标签数据与无标签数据。首先,使用小波阈值去噪算法消除零序电流中的噪声。其次,采用波峰波谷故障启动算法判断线路是否发生故障或扰动事件。运用小波变换提取零序电流的小波系数作为故障特征。最后,基于小波系数故障特征构建两个随机森林作为半监督分类器进行协同训练,从而实现高阻接地故障的检测识别。仿真结果表明,所提配电网高阻接地故障半监督识别方法可以充分挖掘配电网既有的故障案例中无标注数据蕴含的关键特征,从而提高故障分类准确率,具有较强的准确性和灵敏性。     

A generalized fault location method based on voltage sags for distribution network

An enhanced fault location method based on voltage sag profiles for distribution networks is presented in this paper. In other previous methods, only a single measurement has been used. The proposed method can be used with any number of measurements in the network, making it more general. A new ranking approach that addresses multiple possibilities of the faulted section is proposed. Different case studies with various numbers of measurements are performed on a large 11‐kV network with the main feeder consisting of 42 buses to validate the method. The test results show that there is an improvement in terms of accuracy in detecting the faulted section in the first attempt for each additional measurement. Therefore, by utilizing the average value of each measurement, a better accuracy of fault location can be achieved. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.