采用自补偿复合电流判据的变电站长段动力 电缆漏电监测方法

长期以来,变电站长段动力电缆漏电缺乏有效监测手段。基于对漏电电流变化特征以及现有监测方法局限性的分析,提出了一种采用自补偿复合电流判据的变电站交流系统长段动力电缆漏电监测方法。该方法通过引入动力电缆两端剩余电流和单相电流信息,构建由稳态剩余电流判据、剩余电流增量判据、稳态剩余电流差动判据、单相剩余电流差动判据相结合的复合判据,实现对长段电缆不对称漏电、三相漏电的可靠辨识。仿真计算和现场实践结果表明,所提方法能够有效监测交流系统长段动力电缆各种漏电故障,提升站内交流系统智能运维水平。     

低通道依赖的变电站动力电缆漏电流监测方法

为缓解变电站动力电缆漏电状态判断算法对理想通信条件的高度依赖,提出了一种低通道依赖的变电站动力电缆漏电流监测方法。首先,在监测信号同步计算中对传统的参考相量法进行改进,以电源侧为相位差计算的参考基准,消除了负荷波动对信号同步计算的影响。然后,提出基于电流差动原理的复合漏电流判据,以解决系统在未采集到对比基准时的电缆漏电状态判断问题。同时,针对变电站实际运行中漏电流监测系统可能出现的非理想通信情况,建立了与之相匹配的不同漏电判断模式及相应的判断方法,实现了在信息不全的情况下动力电缆漏电状态的正常监测。最后,通过仿真及江苏某500 kV变电站实际数据对所提方法的有效性与优越性进行验证。结果表明,该方法能够在不同通信条件下灵活切换漏电判断模式,显著提高了对漏电状态判断的准确性与可靠性。     

直流系统接地故障监测系统中漏电流传感器的研制

针对变电站二次侧的直流供电系统接地故障的查巡,介绍了一种智能漏电流传感器。此漏电流传感器利用电磁感应原理检测直流供电系统中电气负载馈电回路的不平衡电流,实现了对电气负载绝缘故障支路的检测。理论研究及现场实际运行结果表明,该传感器可以直接检测每条支路的不平衡电流,无需向直流操作回路注入任何信号,对直流操作回路无任何影响,且检测准确、灵敏度高,解决了电力系统接地故障监测的实际问题。     

TN-C-S系统双突变量电流分离漏电保护方法

针对低压配网TN-C-S系统固有剩余电流大、多级剩余电流漏电保护难以投入的问题,提出一种基于剩余电流和不平衡电流突变向量的电流分离漏电保护方法。首先,分析TN-C-S系统剩余电流成分,提出负荷投切不影响剩余电流向量与不平衡电流向量之比M,而单相接地故障发生时刻会导致M值突变。其次,利用低压配网负荷投切频繁的特点连续更新M值,实时计算系统漏电流突变幅值,以漏电流突变幅值越限作为故障判据。仿真和实测数据表明,所提方法对50 mA以上漏电故障的正确识别率达99%以上,变压器出口处可靠动作阈值可低至70 mA,能够满足TN-C-S系统多级漏电保护的灵敏度要求。     

基于交叉自编码网络的故障漏电电流分离方法

从剩余电流中分离故障支路电流是典型的新数据预测问题,目前故障支路电流分离方法匮乏且准确度较低。本文提出一种小规模交叉自编码深度网络模型构建策略,并将其用于剩余电流中准确分离故障支路电流。首先,在剩余电流和故障漏电电流数据集上分别独立训练自动编码网络;然后,截取剩余电流数据集的特征编码模块和故障漏电电流数据集的特征解码模块,将两者级联构成交叉自编码网络;最后,采用成对剩余电流 故障漏电电流数据微调训练交叉自编码网络,获得剩余电流到故障漏电电流的分离映射模型。误差阈值设置为5时,分离平均准确率达7733%;误差阈值为15时,平均准确率达8867%,能较好地实现了故障漏电电流分离,为智能化电流分离式剩余电流保护器设计提供了技术支持。     

基于剩余电流和不平衡电流突变向量比的TN-C-S系统漏电故障检测方法

TN-C-S系统在我国应用广泛,但由于固有剩余电流大,无法区分负荷投切和故障引起的剩余电流变化,漏电总保和中保无法投运,存在安全隐患。针对该问题,提出一种基于剩余电流和不平衡电流突变量之比的漏电故障保护方法。首先,分析剩余电流回路,剩余电流和不平衡电流突变量之比在单相接地故障发生时刻突变,在负荷投切时不变。其次,基于中性线阻抗和接地阻抗不会发生突变的特征,计算故障电流突变量幅值,以故障电流突变量幅值越限作为故障判别依据,实现漏电故障检测。仿真及试验证明,所提方法可有效区分负荷投切和漏电故障,实现大幅值固有剩余电流下的漏电故障检测,在单支路和多支路系统中的检测灵敏度分别为70、150 mA,满足TN-C-S系统多级漏电保护的灵敏度要求。     

XLPE电缆绝缘仿真判据探讨

为获得交联聚乙烯绝缘电缆(简称XLPE电缆)绝缘击穿的判据,对10kV XLPE电缆单相和三相接地不平衡电流建立绝缘仿真模型,用Matlab软件对单相、三相的整体、局部绝缘故障进行仿真计算,得出接地不平衡电流i与绝缘层电阻、电容、介质损耗因数之间的关系。仿真结果:绝缘层电容、介质损耗因数的变化对i的影响较明显;三相整体老化时i的变化极小,三相局部绝缘故障时i的变化较明显;单相局部绝缘故障的i值随故障严重程度变化,三相局部绝缘故障时电缆首尾两端接地不平衡电流之比随故障点位置变化。对仿真结果进行分析并得出结论:通过监测接地不平衡电流可以判断电缆绝缘状况和确定故障点位置,绝缘判据与电缆长度、电压、负载和电缆劣化前参数有关。     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

基于全响应算法的故障电流相控开断研究

故障电流可控开断(CFI)的难点在于快速准确地检测到故障发生,估计出故障电流参数并预测出可用的过零点及判断出故障类型,为此提出了一种全响应算法。该算法基于电路的全响应原理,将含有指数分量的故障电流方程线性化,并使用最小二乘法求解;采用F0假设检验检测故障初始时刻,给出了故障相及故障类型的判据,确定了三相故障电流可控开断策略。利用MATLAB编程CFI控制策略处理程序,分别从PSCAD仿真的故障电流数据和录波数据进行了仿真和验证。结果表明:算法能在故障发生后3 ms内判断出故障类型,精度在±0.5 ms以内,能够满足三相故障电流可控开断的要求。     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器-方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

高压电缆早期间歇性电弧接地故障识别方法

电缆绝缘在不断地局部放电下加速老化,其绝缘缺陷点完全击穿之前会产生瞬时间歇性的接地电弧。针对此类电缆早期故障,提出一种基于时域序列下结合变点检测与改进自适应神经网络的识别方法。首先利用非参数化双边累积和算法（CUSUM）监测三相电流正负向偏移的累积和值来确定异常相,再以改进的自适应线性单元（ADAline）权重算式来表示暂态异常相的谐波含量,利用谐波含量曲线的幅值变化规律和其超过所设阈值的暂态时长可识别出电缆半周波、多周波早期故障。PSCAD/EMTDC仿真结果表明：对于恒阻故障或其他过流扰动,该策略和方法具有良好的区分度,最后以在运电缆现场监测数据验证了算法的故障识别率和抗干扰性。     

高压电缆早期间歇性电弧接地故障识别方法

电缆绝缘在不断地局部放电下加速老化,其绝缘缺陷点完全击穿之前会产生瞬时间歇性的接地电弧。针对此类电缆早期故障,提出一种基于时域序列下结合变点检测与改进自适应神经网络的识别方法。首先利用非参数化双边累积和算法（CUSUM）监测三相电流正负向偏移的累积和值来确定异常相,再以改进的自适应线性单元（ADAline）权重算式来表示暂态异常相的谐波含量,利用谐波含量曲线的幅值变化规律和其超过所设阈值的暂态时长可识别出电缆半周波、多周波早期故障。PSCAD/EMTDC仿真结果表明：对于恒阻故障或其他过流扰动,该策略和方法具有良好的区分度,最后以在运电缆现场监测数据验证了算法的故障识别率和抗干扰性。     

电力电缆故障探测技术分析

随着城市电网改造工作的开展,高压电力电缆的应用逐渐增多。为了提高电力电缆故障检修效率,保证供电可靠性,需要对出现的故障点进行快速准确探测。分析了脉冲法对不同类型电缆故障的探测原理及效果,并结合现场应用,验证了脉冲法对电缆故障探测的准确可靠性。     

红外监测技术在电缆运行中的运用

红外监测技术能在正常运行情况下,对运行电缆进行监测、发现设备缺陷,并为预测电缆线路绝缘性能提供技术支持.以运行管理实例为基础,总结电缆发热类型和过热缺陷的诊断方法,归纳开展红外检测工作的关键事项.     

基于DSTATCOM的点焊机无功功率补偿研究

为了更好地解决点焊机负荷引起三相负荷不平衡、系统功率因数低等电能质量问题,提出了基于静止同步补偿器（DSTATCOM）的无功功率补偿方法。首先给出了配电静止同步补偿器的主电路结构,然后利用改进的基于瞬时无功理论的电流检测方法检测出谐波和无功电流,分析了配电静止同步补偿器平衡三相不平衡负荷的原理。最后根据点焊机在实际工作中的情况,通过Matlab/Simulink仿真验证了采用的补偿方法可以平衡三相电流,提高系统功率因数和缓解电压跌落。该研究表明用于不平衡负荷的配电静止同步补偿器具有良好的动态性能和静态补偿效果。     

A proposal for ground measurement techniques in substations fedexclusively by power cables

It was previously reported that when a fault to ground occurs in a substation fed exclusively by power cables, around 98% of the fault current can flow along the cable sheaths and auxiliary underground conductors, producing no local potential rise. This can modify greatly the results of ground measurements carried out in this type of substation, unless special care is taken and correction factors are suitably applied. The authors extend the experience gained during those measurement and determine a set of procedures that allow ground measurements to be made in substations fed solely by power cables. They set forth basic requirements for the measuring circuits and for handling the measured data. They then discuss power cable sheath characteristics in some step-down urban substations and ground measurement strategy for such substations     

检测单相系统谐波电流和无功电流的一种新方法

针对单相系统谐波电流和无功电流检测中存在的问题,提出一种新的检测方法:基于瞬时无功功率的虚拟三相法.通过理论分析和仿真实验论证,表明这种算法能有效解决单相系统和三相不平衡系统中谐波电流和无功电流检测中存在的问题,且检测精度高,动态响应快.     

一种改进型ip-iq坐标变换电流谐波检测方法

针对现有的一些检测方法在三相电压不对称或畸变时存在的一些缺陷,根据通用瞬时无功功率理论,对传统的ip-iq坐标变换的谐波电流检测方法做了简单的改进。该方法从矢量分析角度出发,利用带通滤波器,根据三相电网电压和电流综合信息,获取ip-iq坐标变换矩阵来实现对谐波电流的检测,省去了三角函数计算和锁相环的使用,简化了计算。该方法既可适用于三相对称正弦电源系统,也可适用于不对称非正弦电源系统和电压畸变系统。仿真结果验证了该方法的正确性。     

基于远程耦合法的绝缘子泄漏电流监测及局部放电识别

电缆终端绝缘子的实时状态监测可以有效保证电力电缆线路的安全运行。为了解决电缆终端绝缘子泄漏电流监测和放电识别的问题,本文提出了一种远程探测泄漏电流并且识别局部放电状态的方法。这种方法基于远程耦合磁场来探测泄漏电流,首先在实验室中测试典型临近干扰对电力电缆绝缘子监测的影响,并讨论了检测系统的鲁棒特性。试验是为了获取和分析五支不同清洁绝缘子(陶瓷、玻璃和硅橡胶三种材料制作)在盐雾条件下的泄漏电流,其中盐雾等级为10 g/L和40 g/L,电压等级为50%~300%的标称电压。本文还测试了通过清洁雾进行现场染污的绝缘子,为了证明检测系统和方法的有效性,在所有检测试验中都直接检测泄漏电流的数值。将直接检测得到的泄漏电流分为三类:正弦型泄漏电流、非正弦泄漏电流和放电。同时基于峰态分析远程感应得到的泄漏电流也可以分为三类。本文讨论了利用远程感应的泄漏电流峰态进行绝缘子放电识别的有效性,并证明了在典型干扰效应下检测系统是鲁棒的。