基于HHT及信号注入的配电网谐振与单相接地故障识别

在中性点不接地系统中,单相接地故障与铁磁谐振时有发生,二者的外在表现特征非常相似,难以区分。本文分析了单相接地故障与铁磁谐振电压、电流特征,提出了利用HHT频率检测及信号注入相结合的识别方法。HHT频率检测法实现对分频和高频谐振故障的检测,利用H桥型逆变器注入电流信号实现对基频谐振故障的检测,避免了将铁磁谐振故障误判断为单相接地。仿真结果验证该方法能够有效识别谐振状态与单相接地故障。     

铁磁谐振检测方法研究

我国中低压配电网多采用中性点非有效接地方式,在暂态过程的激发下,电磁式电压互感器(PT)容易饱和,引起铁磁谐振。结合小波分析与FFT变换的优点,提出一种新的铁磁谐振信号的检测方法:将MALLAT算法与快速傅里叶变换结合,通过MALLAT算法确定激发铁磁谐振的激励与铁磁谐振发生的时刻;运用FFT分析谐振信号频谱,为铁磁谐振的辨识提供更精确的数据。论文应用EMTP与Matlab建模仿真,仿真结果表明基于小波分析与FFT变换的铁磁谐振信号检测方法能够准确、有效提取与分析谐振信号,提高选线装置的动作可靠性,满足实用要求。     

基于原子分解法的中性点不接地系统铁磁谐振检测

根据铁磁谐振信号特点,引入原子分解法作为电力系统铁磁谐振信号分析工具,以克服传统信号分析方法的缺点。原子分解法对非平稳信号具有较强的分析能力,得到的最佳匹配原子能够准确表征铁磁谐振信号,快速检测出铁磁谐振频率等参数。针对中性点不接地系统由单相瞬时接地故障激发的铁磁谐振,综合故障后的三相电压和零序电压,并将零序电压按时间分为三组,用原子分解法对每组信号进行分析,根据信号频率及衰减系数参数间关系,提出铁磁谐振检测方法,检测出系统的铁磁谐振故障及类型,并与单相永久接地故障和单相瞬时接地故障区分开。仿真分析结果表明,该方法能够准确检测出系统的铁磁谐振故障,证明了此方法的有效性。     

电网铁磁谐振的产生机理与10kV配网铁磁谐振的小波分析

铁磁谐振是电力系统运行过程中的一种常见现象,频繁发生在中性点非直接接地的配电网和中性点直接接地的高压电力网中。为研究其过电压和过电流带给电力设备的损害,分析了单相铁磁谐振的振荡过程,并探讨了电力系统铁磁谐振产生的机理;同时利用MATLAB中的小波工具箱对某10kV中性点不接地系统单相接地故障激发的铁磁谐振进行了分析,检测故障发生时刻以及判断谐振的发生和频率。仿真结果表明,小波变换方法对判断铁磁谐振的发生和频率以及检测故障发生时刻是很有效的。     

电力系统铁磁谐振消谐方法研究

铁磁谐振的发生导致绝缘事故、设备损坏,影响电网安全运行,为此,需要对铁磁谐振和消谐方法研究。常规方法是在PT二次侧开口三角两端接阻尼电阻,这样可能存在电阻容量不满足要求和影响继电保护的缺点。本文改进了该方法,提出瞬时零阻抗消谐法。利用Matlab/Simulink建立铁磁谐振系统模型,对瞬时零阻抗消谐法仿真验证,结果表明：（1）单相接地故障引起的铁磁谐振性质与线路的长度和故障切除时刻有关;（2）仿真结果表明瞬时零阻抗消谐法能够有效消除系统中发生的铁磁谐振。     

某实际间歇性弧光接地事故仿真分析与对策研究

针对实际工程中某110 kV变电站因单相接地故障引起的弧光接地过电压和铁磁谐振过电压,及其导致的多条10 kV线路电流保护和主变低后备保护动作原因与对策开展研究。用通用的电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了仿真模型,详细研究了间歇性弧光接地引起的过电压和故障消失激发的铁磁谐振造成的谐振过电压,并与金属性接地故障时激发铁磁谐振的情况进行了对比研究。提出PT采用二次消谐装置和系统中性点经消弧线圈接地两种消谐方法,并进行了仿真研究。结果表明,两种方法在合理配置时均能有效地消除铁磁谐振,防止类似事故的再次发生。     

变压器与并联电容器的铁磁谐振分析

当变压器空载或轻载运行时,线路发生断线故障或断路器非同期合闸,可能造成并联电容器组与变压器铁芯线圈发生铁磁谐振。以系统发生单相断线故障为例,推导出谐振时电网电压与并联电容器的谐振条件表达式。通过分析谐振时并联电容器组与变压器铁芯线圈伏安特性,给出并联电容器与变压器产生铁磁谐振的机理和特点,并提出了有效抑制铁磁谐振发生的具体措施。仿真结果验证了理论分析与抑制方法的正确性。     

基于PSCAD/EMTDC下串联补偿电容对铁磁谐振过电压影响的仿真与应用

为解决高压变电站中性点不接地的配电网中的铁磁谐振过电压问题,笔者通过对铁磁谐振原理的分析提出串联补偿电容消谐方法。基于PSCAD/EMTDC对500 k V变压器进行精准建模并且仿真,仿真结果表明,当系统发生铁磁谐振时投入串补电容后,铁磁谐振明显得到了抑制,并逐渐消除,恢复正常。在某500 kV变电站35 kV谐振侧投入串补电容,根据现场实时录波,进一步验证了串补消谐的正确性和可行性,有较强的工程使用价值。     

配电系统断线铁磁谐振的数值仿真及分析

以配电系统中几种常见的断线故障为例,对中性点不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地系统典型的断线铁磁谐振提出计算模型和数值计算方法;对过电压发展过程进行仿真,分析铁磁谐振机理并讨论过电压的影响因素,所得结论可供配电网断线铁磁谐振及其抑制措施的分析和研究参考。     

铁磁谐振数值仿真及小波分析

以某10 kV中性点不接地系统单相接地故障激发的铁磁谐振为例,利用仿真工具EMTP建立仿真模型,根据谐振激发前后的状态方程选择合适算法进行仿真计算。此外,将MATLAB中的小波工具箱应用于铁磁谐振分析,检测故障发生时刻以及判断谐振的发生和频率。仿真结果表明,小波变换方法对判断铁磁谐振的发生和频率以及检测故障发生时刻是很有效的。     

配电网铁磁谐振过电压及其抑制措施仿真研究

为限制配电网铁磁谐振过电压,基于电磁暂态计算软件(ATP-EMTP)建立仿真计算模型,计算研究了10kV配电网铁磁谐振过电压水平,进而分析接地故障消失时间、系统对地电容等对铁磁谐振过电压影响的特征,探讨采用4TV接法、TV一次侧经非线性电阻接地、系统中性点经电阻接地等措施限制铁磁谐振过电压的效果.     

基于波形相关性的铁磁谐振与单相接地辨别方法研究

配电网主要为中性点非有效接地系统,配电网中铁磁谐振与接地故障相比,其发生概率更高。若不能准确区分铁磁谐振和接地故障,就可能导致继电保护装置误动或误选线。通过提取两者电压波形特征,提出了一种基于波形相关性原理的识别方法。仿真结果表明,相关分析法可以有效辨别铁磁谐振和单相接地故障,解决保护误动或误选线问题。     

基于信号注入法的铁磁谐振与单相接地故障辨识

中性点不接地系统中,电磁式电压互感器(PT)铁磁谐振与单相接地均频繁发生,其故障现象相似,都表现为零序电压升高,特别是基频谐振不易与单相接地区分,导致微机消谐装置与小电流接地选线装置可能发生误判。本文通过分析基频谐振与单相接地的线路对地阻抗的差异,提出基于信号注入的故障辨识方法。该方法依据不同故障类型下,同一注入电流信号产生电压的不同来辨识基频谐振与单相接地故障。仿真结果验证该方法能够有效辨识基频谐振与单相接地故障。     

电力系统母线铁磁谐振分析

分析了母线上发生串联铁磁谐振及并联铁磁谐振的原因、特点、产生条件及危害,指出谐振与接地故障的差别,提出发生铁磁谐振后的处理方法及防止铁磁谐振的有效措施。     

HHT在铁磁谐振过电压辨识中应用

铁磁谐振过电压在中性点接地的中高压电网中是常见的故障之一,通常情况下其幅值是正常运行时电压的数倍,为此提出了一种基于希尔伯特一黄变换(HHT)的快速定量辨识铁磁谐振过电压的新方法,运用HHT中的经验模态分解及相关系数法实现主模态分量的有效提取.并对该主模态分量进行Hilbert变换,计算其相对应瞬时幅值、瞬时频率,从而实现对铁磁谐振过电压类型、幅值、诱发时刻的准确定量分析.讨论了HHT在线辨识铁磁谐振过电压的应用,并运用该方法对3种不同类型的铁磁谐振过电压仿真信号及一组实测信号进行了定量分析.研究结果表明该方法能快速有效、准确地定位各种类型铁磁谐振过电压.     

小波分析在电力系统铁磁谐振研究中的应用

在中性点不直接接地的复杂电网中,因系统突发单相接地故障而激发的铁磁谐振现象经常出现,文章利用MATLAB内建的仿真工具箱对由于电压互感器非线性励磁电感和系统对地电容匹配而引起的铁磁谐振暂态过程进行了数值仿真,利用小波分析对铁磁谐振进行了研究,仿真结果表明,小波分析对铁磁谐振频率的检测是有效的。     

中性点不接地系统铁磁谐振与单相接地辨识技术

中性点不接地系统在电压互感器铁磁谐振的情况下可能出现零序电压长时间升高的现象,与单相接地故障现象类似.传统选线装置仅依靠零序电压和零序电流启动,不能有效辨识铁磁谐振,容易造成误动.重点分析了基频铁磁谐振的特征,详细对比了铁磁谐振与单相接地故障情况下三相电压及零序电压之间的差异,并在此基础上提出了基于零序电压和三相电压综合对比的铁磁谐振辨识技术.通过现场实际运行数据对该方法进行了验证,表明该方法能够有效提高选线装置的动作可靠性,满足实用要求.     

小电流接地系统单相接地与铁磁谐振故障分析

探讨小电流接地系统单相接地与铁磁谐振故障较为简单的分析方法.介绍了小电流接地系统单相接地与铁磁谐振故障的基本特征.分析天生桥一级电厂的一起故障实例,根据故障现象和故障发生后厂用电系统的等效谐振电路及其简化电路,判断该故障为单相接地进一步引发的铁磁谐振故障,且产生的铁磁谐振类型为分频谐波谐振或高频谐波谐振.为了避免类似的事故再次发生,从技术及管理方面提出了相关建议.     

抑制铁磁谐振的柔性接地装置最佳消谐电流计算与实现方法EI北大核心CSCD

柔性接地装置通过向配电网中性点注入电流实现零序能量泄放,是铁磁谐振抑制的有效手段。针对现有柔性接地装置消谐电流选择标准不一的问题,该文提出一种最佳消谐电流计算与实现方法。通过分析单相接地故障配电网在故障切除瞬间的等效电路,获得系统的传递函数模型,利用阻尼振动系统在临界阻尼状态时消耗能量最快的结论,计算出最快抑制铁磁谐振的消谐电阻值,进而获得柔性接地装置最佳消谐电流。针对永久性单相接地故障切除引起的铁磁谐振过电压问题,阐述柔性接地装置注入最佳消谐电流的实现流程与控制方法。仿真和实验结果表明,所提方法可在较短时间内耗尽谐振能量,从而使系统脱离谐振状态,达到快速抑制铁磁谐振过电压的效果。     

500kV主变35kV侧铁磁谐振实例及其数值仿真分析

介绍了浙江500kV电网中主变35kV侧不接地系统铁磁谐振的几个实例。通过实测的谐振波形,采用波形回放的方法得到谐振频谱。依据主接线图和一次设备参数,建立产生铁磁谐振的非线性微分方程组形式的数学模型。用基于MATLAB的Rung-Kutta法求解非线性微分方程组,调整物理模型的各个参数,仿真分次谐振和高次谐振,采用快速傅里叶变换（FFT）算法对仿真数据进行频谱分析。通过大量的仿真试验分析得知,目前浙江500kV电网中主变35kV侧不接地系统的一次设备参数配合比较容易发生铁磁谐振,提出了防止这类谐振发生的几点建议。