基于机器学习的中压配电网断线不接地故障检测

由于中压配电网变电站常采用中性点不接地方式,所以当线路单相断线后断口两侧的导线均不接地或是非电源侧导线落地等情况发生时,没有明显的故障特征产生,且无法通过变电站内现有的继电保护装置对故障进行检测。为解决这一难题,我们基于配用电信息系统数据和改进的随机森林算法,用纯数据驱动的方法,提出了一套可用于中压配电网的断线智能检测系统的方法,可应用于实时的故障检测,这是文章的一大创新之处。其次,以华东某地区配用电信息系统中的历史数据为依据进行实际算例分析,该方法在测试集中的分类的准确度高达91. 44%,而且找出了电压为判断配电网断线的主要标准,这为配电网断线不接地故障检测的进一步研究提供了科学的依据。     

基于配用电数据关联的中压配电网断线故障诊断方法

基于配用电信息系统数据和关联规则算法,提出一种诊断中压配电网分支线断线不接地故障的方法。通过分析相互关联的配用电信息系统数据,提出基于数据特征选择的关联规则挖掘方法,并通过卡方分裂算法将连续型特征量转换为布尔型特征量,同时采用MSApriori算法解决故障信息中的稀有项问题,然后在此基础上应用kulc准则消除冗余规则以形成约简的代表规则家族。以华东某地区配用电信息系统中的历史数据为依据进行实际算例分析,结果说明所提出的方法能够大量减少无效挖掘,显著提高效率和准确度,适用于中压配电网断线故障的在线诊断。     

改进决策树对10kV配电网分支线断线故障诊断与定位的优化分析

针对10 kV配电网分支断线故障难以被诊断的问题,在利用配电网多源数据的基础上,提出改进决策树的断线故障诊断与定位方法.该方法先通过数据间的关联规则,对已有的多元数据进行分析,建立兼具电气量特征、时空量特征的故障诊断表.然后利用决策树对故障特征进行计算,找出其关键故障特征信息,并与关联规则进行匹配,最终确定分支断线接地故障的位置.实际算例结果显示,改进决策树法可以准确地对10 k V配电网分支断线故障进行诊断,并具有计算速度快、兼容性好的优点.     

多采样频率的配网接地故障检测与定位

现有文献的故障监测与定位小波算法都是在录波采样频率相同的前提下进行的,配电网小电流接地故障实时检测,与变电站接地故障检测的环境完全不同,配网故障监测装置,采用不同标准采样频率(3 600 Hz、4 800 Hz)上送实时故障录波数据到配网中心,更有采用4 096 Hz的采样频率上送故障录波数据,在配网中心需要把不同采样频率的录波数据进行分析计算,提取故障特征、检测故障,确定故障首尾端,实现故障检测与定位。本文给出了小波能量特征的定义、不同采样频率能量特征的折算、基于能量特征的配电网接地故障监测与定位算法。多种采样频率下配网接地故障检测与定位,通过小波变换提取故障能量特征、将不同采样频率故障录波信号,折算到最低采样频率下的能量特征,然后根据能量特征来判别故障类型、确定故障首尾端。多采样频率的小波能量特征折算算法,对于类似的小波变换的使用场合,也有借鉴意义。     

不接地系统单相断线故障电压分析

随着架空绝缘导线的普及,断线故障已成为配电网常见故障之一。该文以不接地系统为对象,建立单相断线故障模型,综合考虑故障类型(断线不接地、断线并电源侧/负荷侧接地)、故障线路对地电容占比、断线位置、负载阻抗大小和坠地点接地电阻大小等影响因素,分析地电位与中性点(零序)电压偏移规律,进一步推导断口前后三相电压和线电压的幅值、相位以及相序变化特征,并与不接地系统单纯小电流接地故障的电气特征进行对比,利用数字仿真验证了分析结果的正确性。该文结果可为利用电压信号的配电网断线故障检测及定位方法研究提供理论依据。     

计及过渡电阻影响的配电网断线接地复合故障保护方法

为保障配电网安全运行,近年来断线故障保护受到重视,但对于断线接地复合故障的研究尚处于起步阶段。由于断线接地复合故障特征与断线不接地或单相短路故障存在显著区别,现有断线和短路故障保护方法对于断线接地复合故障存在局限性。特别是高阻下故障特征的进一步弱化,加大了故障识别难度。为此,提出了一种计及过渡电阻影响的配电网断线接地复合故障保护方法。首先,推导了断线电源侧接地故障和断线负荷侧接地故障的序电流,解析了负序、零序电流的变化特征和关联关系,进而构建了融合负序电流和零序电流的保护判据,提出了一种配电网断线接地复合故障的灵敏保护方法。理论分析和仿真结果表明,该方法兼顾了故障类型、负荷大小与分布、故障位置等多重因素的影响,适用于各种中性点接地方式,能够实现过渡电阻全范围内的断线接地复合故障可靠识别。     

中性点不接地系统单相断线故障分析及对策研究

目前,在中压配电网中所装备的各类保护没有专门配置反应单相断线故障的保护装置,这与配网自动化发展的趋势很不相称。对单相断线故障的故障分量进行了分析,阐述了目前中压配电网所配置的继电保护无法反应此类故障的原因,提出了在下一级变电站/开关站配备具有开口三角形的电压互感器或负序电压过滤器,以及在上一级变电站/开关站装设负序电流选线装置来实现及时反应单相断线故障。     

基于模糊匹配的配电网短路故障区段定位方法

针对传统10 kV配电网短路故障方法难以适应非健全信息环境的难题,文中利用配电网配用电信息系统的多源数据,以Elman神经网络模型为中心,建立基于模糊匹配的短路故障区段定位方法。首先,以配用电信息系统数据库为基础,对配电网短路故障相关的信号与电气量进行分析,建立配电网短路故障诊断特征库。然后通过I-Relief算法进行主要特征的筛选选取,来作为Elman神经网络的数据输入,并基于Elman神经网络模型对多源数据和配电网短路故障类型及位置进行模糊匹配。最后通过西南某地区实际算例分析,证明所提模型能高效快速地对10 kV配电网短路故障进行区段定位,且具有较好的容错性和实用性。     

基于谐波能量和波形畸变的配电网弧光接地故障辨识

配电网弧光接地故障会产生严重的弧光过电压并释放大量热能,从而造成设备损坏,引发火灾并危害人员生命安全。针对传统电弧模型无法正确描述电弧不稳定燃烧过程中的间歇性燃熄弧和随机波动等问题,提出了基于随机控制变量的改进Mayr电弧模型;通过对故障特征的分析,提出归一化谐波能量描述方法,实现了包括高阻故障在内的不同接地故障情况下谐波含量的一致性描述和整定,并根据归一化谐波能量在时间尺度上的随机分布特性以及故障波形畸变特征,实现对弧光接地故障的准确辨识。最后,结合配电网新型智能测量终端的发展应用,提出基于三相电压和零序电流录波数据的弧光接地故障综合辨识算法,并通过PSCAD仿真算例和某10 kV配电网的实测故障试验数据对算法的可靠性和安全性进行验证。     

配电网高阻接地故障保护技术及其发展

配电网中的人体触电、导线断线掉地、树闪等故障,接地电阻大,故障电流小,目前还缺少可靠的检测和保护手段。亟待研发高阻接地故障保护技术,以及时终止对触电者的伤害,消除导线坠地、树闪故障带来的触电和火灾隐患。文章主要介绍了配电网高阻接地故障的主要类型、故障特征以及国内外高阻接地保护技术的研究与应用情况,希望能起到抛砖引玉的作用,推动配电网高阻保护技术的发展。