考虑配电网分布式零序电流关系的单相接地故障定位

配电网单相接地时故障特征弱,难以用传统的行波测距或阻抗法进行精确定位。基于配电线路的分布参数模型,充分考虑单相接地故障稳定后的分布式量测信号关系,分析零序电流、线路参数与故障位置的内在联系。依据故障点前、后的故障电流信息构造故障定位函数,并利用多测点、多时刻的量测数据,构造故障定位矩阵。将求解故障定位矩阵转化成求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解,使用混沌粒子群算法在故障区段内搜索故障点,实现故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中搭建典型10 kV城市配电网模型并模拟单相接地故障,测距结果表明了方法的有效性和可靠性。     

基于零序分量的阻抗法配电网故障定位技术

精准故障定位对提高配电网的安全性、可靠性有着重要意义。提出了一种基于零序分量的阻抗法定位技术。依据线电压对称性及零序电压幅值判断是否发生单相接地故障,再利用安装在母线处及线路末端的同步相量测量单元获取线路发生单相接地故障后的稳态零序信号。在此基础上,根据线路两端零序电压、母线侧零序电流及线路零序参数建立各区段发生单相接地故障时的测距方程,以区段线路长度为限制排除伪根、确定真实根,通过遍历系统各区段可同时实现区段定位及故障测距。在EMTP/ATP仿真软件中搭建10kV配电网。结果表明,所提方法在混合线路、多分支线路等多种配电网结构下都能保持较高精度,且测距精度不受接地电阻和故障相角的影响。     

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。     

基于改进PSO-BP网络的配电网故障选线与测距

利用子群优化神经网络(PSO-BP)提出更适合配电网故障选线与测距算法,使配电网线路得到更好的优化。针对配电网单相接地故障特征,开展系统单相接地故障稳态分析,系统单相接地故障暂态分析,以及系统单相接地故障谐波分析,得到影响选线及测距的因素,进一步提出PSO-BP网络改进算法,通过分析BP算法的结构模型以及粒子群优化算法,结合2种算法,得出改进PSO优化BP的算法流程,明确基于改进PSO-BP网络的配电网故障选与测距的操作方法,从而更好的为配电网故障的定位选线是以测距提供准确、可靠的数据。     

参数不对称配电线路的等效模型与接地故障检测方法

为了提升配电网高阻接地故障检测的灵敏度,提出基于配电线路参数不对称度跟踪监测的单相接地故障检测方法。针对配电网各线路分布参数具有随机差异性的特征,定义了表征线路参数不对称的参量,论证了配电线路形成零序电流的临界条件和流通路径,建立了计及线路参数不对称随机差异性的配电网零序网络等值运算模型,提出了配电线路对地阻抗和不对称度等参量测量方法,实现了单相接地故障选线、选相和过渡电阻测量。根据故障类型优选故障检测方案,高阻接地时人为调控零序电压提高故障检测灵敏性,低阻故障时仅依赖零序电气信息变化量快速检测故障。仿真实验结果验证了所提检测方法的有效性。     

基于Stehfest算法的配网单相接地故障双端测距方法

提出了一种基于Stehfest算法的双端测距方法。该方法采用配网单相接地故障后半周期内的零序电压、电流暂态信息,由Prony算法得到其时域表达式,利用零序网络以及线路分布参数的象函数模型,在不考虑线路零序参数的频率特性和考虑其频率特性两种情况下,分别列写出线路的象函数测距方程。通过Stehfest算法对测距方程进行数值反演计算,并用搜索法求取区间内测距方程的最小值,得到方程的数值计算矩阵,进而以该矩阵行元素平方和最小为目标,确定故障距离。大量的EMTP-ATP仿真实验验证了该方法的正确性。     

中性点经小电阻接地风电场集电线路单相接地故障测距研究

风电场集电线路呈现多分支、多电源接入的形态。线路发生单相接地故障后,不同分支上风机依据感受到的电压降的不同而自动投入不同的低穿控制策略,从而会导致输出不同的分支电流,使得基于阻抗原理的测距方法失效。该文巧妙地利用风机箱变高压侧采用三角形接线的现实,无零序电流回路,提出基于故障区段逐次搜索的单相接地故障测距方法,并引入描述故障点弧光接地的对数电弧模型,实现了较高的测距精度。仿真算例和实际案例数据验证了算法的有效性。该算法可同时求解得到故障点电弧的长度,为后续的故障类型辨识奠定了基础。     

基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位

针对灵活接地配电网,提出一种基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位方法。首先基于并联小电阻投入前后的负序电压变化量确定故障区域,其次根据零序电流修正投影比例系数判断故障分支从而确定故障区段,然后利用负序电压变化量测量值与计算值之间的偏差计算故障概率,对比故障区段内各个虚拟节点的故障概率进行精确定位,同时提出一种适用于该区段定位方法的测量点优化布置方案。最后利用PSCAD搭建仿真模型,仿真数据分析验证了所提永久性单相接地故障定位方法的有效性及可靠性。     

一种基于单端数据输电线路单相接地故障测距新算法

实现快速简单的输电线路故障测距是电力系统亟待解决的问题,文章针对输电线路单相接地故障提出了一种新的算法,该算法是基于单端的故障录波器采样电压、电流数据实现故障定位,其在分析了单相接地故障网络和正、负及零序网的基础上提出的一种适合于直接接地系统的单相接地故障模型的算法。该算法不受故障过渡电阻、负荷阻抗以及系统运行方式的影响,可获得待求的故障距离。     

行波小波系数极大值极性法接地故障选线研究

为正确确定故障线路,保证系统安全,提高供电可靠性,研究了配电网中单相接地短路故障时的暂态行波特性。分析变压器的暂态行波特性及其对母线行波电压和线路行波电流的影响表明,行波初始过程中母线电压及各线路电流暂态行波的小波系数的显著规律是故障线路电流暂态行波0模量初始波头的小波系数的极大值极性,总是与其它线路电流和母线电压相反。然后利用暂态行波的小波系数极大值极性特征构成了一种新颖的故障选线保护判据,即利用母线零序电压突变量判断单相接地的时刻,通过识别母线电压及各线路电流初始波头小波系数的极大值极性特征,判断故障线路。利用MATLAB建立了一个典型的配电网系统模型,仿真结果证明该选线算法的有效性,最后对该法的应用提出相关的建议。     

接地异常引起的设备故障分析处理

以一起变电站接地异常引起的设备故障为例,分析了造成设备故障的原因,提出下一步急需对所有变电站接地网开展普测和开挖检查工作,对锈蚀严重、接地电阻超标的立即进行接地网改造等针对性防范措施,有效避免因接地异常引起设备损坏事件的重复发生。     

新型接地故障指示器的设计

通过对中性点不接地配电网结构的分析,提出了可以利用线路零序电流幅值的大小进行故障区段指示。通过对相电流采集模块、零序电流合成模块以及各自模块的电源供给部分的详细介绍,设计了一种基于零序电流的新型接地故障指示器,并利用ATP-MATLAB仿真软件进行了仿真分析。     

金属氧化物避雷器故障类型比较研究及事故分析

通过分析研究常见的各类金属氧化物避雷器故障事故,全面系统地总结了不同故障类型的特点以及故障检测步骤。以一起±800 k V直流换流站避雷器故障为研究对象,还原故障经过,通过保护动作分析和现场试验,确定了故障位置;根据解体检查分析,结合避雷器故障特点,发现故障是由于避雷器积污严重引起阀片劣化,造成电阻片缺陷、沿面绝缘不良。避雷器在承受电压时产生局部过热引起热崩溃,造成避雷器内部击穿。通过研究污秽引起避雷器劣化的机理,提出了防污措施,经过实际工程验证,所提出的措施可有效改善积污情况。     

故障树分析法在故障预测中的应用

用故障树方法对油断路器系统进行故障分析,能够清晰发现对顶事件发生影响最大的因素,为农网故障提前预测和故障预防工作提供指导,给大型复杂系统的故障诊断提供了一种有力的工具,在工程上有广泛的应用前景。     

应用电弧特性的单端线路故障定距算法

线路故障定距一直是电力系统重要而难于解决的课题。针对传统单端故障定距算法信息量不足的缺陷,文章提出了一种利用故障电弧特性的单端故障定距算法。该算法仅利用线路一端的电压、电流采样值,且不受故障点位置、故障发生时电源相位等的影响。数值仿真试验和模拟试验的结果表明该算法有较高的准确度。     

基于故障树理论的GIS故障分析

目前对气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)的故障研究大多集中在故障诊断与故障识别的层面上,缺乏对故障的系统研究。文中在分析研究大量GIS故障案例的基础上,从机械故障与绝缘故障两方面入手建立GIS故障树,并对GIS故障树进行定性与定量分析。通过对GIS故障树的定性分析发现制造与安装不当是引起GIS故障的主要原因,并且绝大多数故障是可控的。而对GIS故障树的定量分析主要针对常见绝缘缺陷的重要度研究。通过对GIS故障树的分析研究,为提高GIS可靠性,需要提高GIS的制造与安装质量,防止在制造与安装过程中留下故障隐患,同时需要对GIS的运行进行科学管理。     

一种暂态分量故障测距方案

超高压线路故障产生的周期性高频暂态分量在频域上表现为一系列谐波形式,在分析暂态频率特征的基础上,提出了一种基于暂态分量的单端故障测距方案,并分析了电源侧和故障点反射系数对测距结果的影响,针对实际应用中存在的若干问题给出了相应的对策。该方案计算简单,不受故障时刻、运行方式等因素的影响,ATP仿真和M atlab分析验证了该方案有效性。     

基于回路直流电阻测量的输电线路单相接地故障离线故障定位

首先基于线路绝缘电阻测量进行故障检测和诊断——识别故障类型和故障相,然后针对发生率最高的单相接地故障,提出基于回路直流电阻测量的离线故障定位方法。定位前先对线路直流电阻和大地回路电阻进行测量,随后考虑接地电阻影响,分别利用故障相构建两回独立电压方程组,通过求解方程组计算故障距离。基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型进行验证,证明了方法正确性,同时将该方法在现场进行了应用,证明了方法的有效性,对于及时清除新建和大修线路的故障并保证线路的及时投运有重要作用。     

基于故障电流信息综合分析的分布式单相接地故障测距方法

在分析输电线路故障电流特性的基础上,提出利用不同检测点故障电流零序分量之间的偏离度和故障电流行波的第一个波头能量综合判断故障区间的方法,分析了检测点在不同的安装位置时其检测到故障行波及其反射、折射波的对应关系,并提出分布式单相接地故障测距系统故障所需检测点的数量及安装位置的要求,最终根据故障区间,选择对应的测距方程,从而得到故障点位置.仿真实验表明此分布式故障测距方法测距精度较高.     

适用于发展性故障的故障分量提取算法

提出了适用于发展性故障的故障分量提取算法。该算法首先计算发展性故障发生前保护安装处的故障分量，再根据发展性故障发生前保护安装处的电流和获取的故障分量求得非故障状态网络中的支路电流;发生发展性故障后，利用保护安装处的全电流减去求得的支路电流得到发展性故障后的故障分量电流。该算法不受电网参数波动和负荷变化的影响。在IEEE 9节点系统模型基础上，BPA仿真验证了算法的正确性。