基于改进欧氏-动态时间弯曲距离的谐振接地配电网单相高阻接地故障选线方法EI北大核心CSCD

针对谐振接地系统发生单相高阻接地故障时单一特征量故障信息不明显,以及故障线路与非故障线路暂态零序电流存在明显差异的特点,提出一种基于改进欧式-动态弯曲距离的单相高阻接地故障选线新方法。将动态弯曲距离与欧式距离相结合,求取各线路故障2个周期后暂态零序电流波形的相似度矩阵,构建各线路波形的综合相似系数,并结合模糊C均值聚类算法,实现单相高阻接地故障选线。对于工程应用中线路参数差异造成的非故障线路暂态零序电流波形相似性低的问题,对原始波形进行预处理,以提高选线方法的可靠性。通过大量仿真,验证选线方法对单相高阻接地故障和各类接地故障的有效性。在噪声干扰、采样不同步、零序电流互感器极性反接、两点高阻接地等极端情况下,选线方法具有较强的鲁棒性和容错性。     

基于过渡电阻评估的灵活接地系统暂态故障选线方法

灵活接地系统发生单相高阻接地故障后,并联小电阻的投入将导致故障稳态分量变小,同时各馈线零序电流稳态幅值变化量差异较小,存在选线难题。分析并联小电阻投入后灵活接地系统暂态故障特征,得到馈线暂态零序电流与母线暂态零序电压及其导数的固有关系,分析小电阻投入时刻与暂态故障特征幅值的关系,从而提出一种基于过渡电阻评估的灵活接地系统暂态故障选线方法。该方法通过小电阻投入产生的低频暂态电压电流评估过渡电阻,进而实现故障选线,不受故障初相角影响,耐过渡电阻能力强,对互感器精度要求低;同时,通过小电阻投入时刻的选择可实现暂态故障特征的最大化调控,可为灵活接地系统选线与保护方法提供新思路。最后,通过仿真和实时数字仿真（RTDS）实验验证了所提方法的正确性。     

小电阻接地系统高阻接地故障反时限零序过电流保护

目前小电阻接地系统接地保护主要采用零序过电流保护,其保护动作值较高,但发生高阻接地故障时保护装置容易拒动。结合反时限过电流保护的特点,在分析小电阻接地系统单相高阻接地故障零序电流分布特征以及零序电压与零序电流关系的基础上,提出了一种新型的反时限零序过电流保护方法。通过各出线保护间的时间配合可使保护装置的启动电流定值无需躲过本线路的最大电容电流,并且通过构造修正系数来提高高阻接地故障时检测到的等效零序电流的大小,从而提高高阻接地故障保护能力,消除因电流互感器测量误差而造成的拒动问题。     

小电阻接地配电网零序保护的改进研究

中性点经小电阻接地系统发生高阻接地故障时,由于传统零序过流保护达不到定值而无法跳闸,导致故障长时间存在,而且此时无故障告警信号,因此存在危害系统可靠运行及人身安全的隐患。对中性点经小电阻接地系统发生接地故障时的零序电流电压特征进行了分析,提出了利用阻容比闭锁条件改进零序保护的方案。阻容比闭锁条件的本质在于通过分析零序电流阻性部分和容性部分的不同组成进行故障线路的识别。阻容比闭锁条件不受电压互感器和电流互感器极性的影响,因此能够可靠使用专用零序电流互感器。加入阻容比闭锁条件后不改变原有的保护配置,易于实施,能够提升零序保护的高阻接地故障检测能力,及时切除故障,保证系统的可靠运行以及人身安全。     

基于分段仿射传播聚类的小电流接地选线法

小电流接地系统在发生接地故障时,为了防止故障范围扩大,需要快速选择故障线路并跳开。传统的小电流接地故障选线方法存在故障特征不显著的难点,使用暂态零序电流作为特征参量,利用接地故障发生时接地相暂态零序电流极性特点,提出了基于分段仿射传播聚类的小电流接地选线法。首先,在故障发生时提取各线路暂态零序电流波形。其次,使用本文提出的分段仿射传播聚类算法,形成各线路暂态零序电流波形的聚类结果代码,进而通过离散度分析识别出故障线路。最后,基于RTDS系统进行了仿真试验。试验结果表明:本文提出的故障选线算法可以准确识别故障线路,具有较高的鲁棒性。     

协同多模接地控制的海洋核动力平台电网接地故障选线方法

海洋核动力平台电网包含核反应堆敏感负荷,不同接地故障条件下均需要快速准确选线并切除故障线路。为避免某些高频频带下不同线路间零序电流分布差异不明显造成选线误判,提出基于被选频带零序能量的选线方法,并通过零序能量阈值判别高过渡电阻接地故障。发生高过渡电阻接地故障时,为避免电流互感器极性测量误差导致选线误判,协同多模接地控制将中性点切换至小电阻接地方式。此时,系统零序电压、健全线路零序电流幅值降低,故障线路零序电流幅值升高,基于此可预判故障线路;为避免互感器一次侧电气量过小造成较大的测量误差,利用切换前系统零序电压与切换后预判故障线路首端零序电流间的相位差构建就地化选线判据。仿真与动模试验结果证明,所提方法在不同故障场景下均能够准确选线,满足现场应用要求。     

基于暂态小波能量的小电流接地故障选线新方法

为解决小电流接地系统在相电压过零点附近发生故障选线不准确的问题,在详细分析小电流接地系统暂态零序网络故障特性后,提出了一种新的基于暂态小波能量的小电流接地系统选线新方法。首先将各馈线暂态零序电流进行小波变换;再利用小波系数计算小波高频能量和小波低频能量;最后根据相电压峰值附近故障和过零点附近故障时故障信号能量谱特征不同,通过比较小波高频能量或小波低频能量极大值进行选线。采用EMTP进行大量仿真,结果表明,该方法不受故障合闸角、故障距离、过渡电阻、电弧及系统运行方式等因素的影响,在线路末端发生单相高阻接地或在相电压过零点附近发生故障时均可以准确可靠选线。     

基于零序电流与电压相位差变化的灵活接地系统故障选线方法

目前灵活接地系统大多采用定时限零序过电流保护,高阻接地故障时保护存在易拒动的问题.为解决此问题,提出了基于零序电流与电压相位差变化的选线方法.基于灵活接地系统单相接地故障的零序等效电路,分析了并联小电阻投入前后的电气量变化特征,即非故障线路始端零序电流与母线零序电压相位差不变,而对于故障线路此相位差发生变化,同时分析了过渡电阻对电气量变化特征的影响,发现过渡电阻只影响母线零序电压相位变化量,而对各线路始端零序电流与母线零序电压相位差的变化量无影响,据此提出该选线方法.该方法利用了并联小电阻投入前后电气量的变化特征,无需其他馈线的电气量即可判定故障线路.仿真实验表明该方法在高阻接地故障时仍能准确选线.     

基于暂态信号相频特性的小电流接地选线研究

通过对10 kV小电流接地系统电缆-架空线混合传输线路模型零序网络故障暂态特性的频域分析,论证了在特征频段(SFB) 内,小电流接地系统中健全线路与故障线路的零序电流极性及幅值关系,提出了配电网单相故障检测方法.仿真结果表明运用暂态故障特征量进行接地选线判别,能够准确可靠地对架空线、电缆及混合传输线路的小电流接地故障进行选线,该方法灵敏度高、对传输线路模型及故障状态的适应面广.     

基于暂态信号相频特性的小电流接地选线研究

通过对10 kV小电流接地系统电缆—架空线混合传输线路模型零序网络故障暂态特性的频域分析,论证了在特征频段(SFB) 内,小电流接地系统中健全线路与故障线路的零序电流极性及幅值关系,提出了配电网单相故障检测方法。仿真结果表明运用暂态故障特征量进行接地选线判别,能够准确可靠地对架空线、电缆及混合传输线路的小电流接地故障进行选线,该方法灵敏度高、对传输线路模型及故障状态的适应面广。     

综合暂态与工频信息的谐振接地系统小电流接地故障选线

对于谐振接地系统,利用工频电流的小电流接地故障选线方法不再适用,而受现场普遍存在的电压互感器/电流互感器接线极性反接问题影响,利用暂态电流极性比较与暂态无功功率方向的选线方法也易出现误选。文中在分析过补偿方式谐振接地系统中接地故障暂态与工频零序电流/无功功率分布差异的基础上,提出两种综合利用故障暂态与工频分量的全信息量选线方法,即:与任一其他线路暂态零序电流极性关系与工频零序电流极性关系均不一致的线路为故障线路;或暂态无功功率与工频无功功率流向不一致的线路为故障线路。两种方法均可有效避免因电压互感器/电流互感器接线极性反接或不确定造成的误选,扩大了对现场条件的适用性,提高了选线可靠性。仿真与现场数据验证了算法的有效性。     

基于调节脱谐度的谐振接地系统故障选线方法的研究

针对谐振接地系统经高阻接地时,故障特征信息微弱易导致选线失败问题,提出一种调谐式故障选线方法。详细分析了故障后系统零序电流特征及所提选线方案的抗过渡电阻能力,通过调节脱谐度改变线路零序电流特征,发现故障线路与健全线路零序电流变化方向相反且变化率差异显著。利用故障线路与健全线路的零序电流变化特征差异,构建了调谐式故障选线方法。仿真计算结果表明,该方法准确可靠,高阻接地下可以有效识别故障线路,进一步提高选线准确率。     

基于零序电流幅值比倍增系数的灵活接地 系统故障选线方法

针对灵活接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出一种基于零序电流幅值比倍增系数的灵活接地系统故障选线方法。首先,分析了系统单相接地故障时并联小电阻投入前后中性点与线路零序电流幅值比的变化特征,即：中性点与健全线路零序电流幅值比增大,而中性点与故障线路零序电流幅值比减小。其次,通过引进倍增系数定量刻画幅值比变化趋势,继而构造故障选线自适应判据。此外,利用中性点电感和电阻间接求解小电阻投入后零序电流幅值微弱的健全线路倍增系数,有效降低因零序CT精度限制所导致的选线误判概率。理论分析和仿真结果表明,该方法耐过渡电阻能力可达3000 ?,无需零序电压信息,可靠且适用性强。     

不同过渡电阻下小电流接地故障暂态选线的适用性分析

暂态原理选线方法是近年来小电流接地故障检测技术的一个重要进展,其中故障点过渡电阻对故障暂态过程和选线方法适用性有决定性的影响。针对低阻和高阻接地情况,分析总结了不接地系统和经消弧线圈接地系统中故障暂态的谐振机理、暂态形态特征、暂态分布特征以及过渡电阻对暂态电流幅值、相位、衰减因子的影响,并分析了现有暂态选线技术的适用性。结果表明:对于小电流接地系统低阻欠阻尼接地故障,现有暂态选线方法是适用的;对于不接地系统高阻过阻尼接地故障,现有暂态选线方法仍适用,但需要提高信号传输与选线装置采集精度;对于谐振接地系统高阻欠阻尼接地故障,现有暂态选线方法不能适用,需要研究新的选线算法。     

不接地系统高阻接地故障特征及选线适用性分析

在不接地系统中,相比于低阻接地故障,高阻接地故障电流更小,故障点更不稳定,故障选线难度更大。基于故障等值电路,分析了不接地系统高阻接地故障工频及暂态电流特征,并对故障与健全出线的故障工频及暂态电气量进行了比较。得到了故障电流随不同故障条件(过渡电阻、线路电感、系统对地电容、故障初始相角)的变化规律。证明了现有常用的暂态电流幅值比较、极性比较以及暂态功率方向判别等选线方法仍适用于不接地系统高阻接地故障。若借助故障工频电气量辅助选线,可提高选线可靠性。最后,利用仿真验证了故障特征及选线方法的正确性。     

基于电流波形聚类的谐振接地系统高阻接地故障定位方法

谐振接地系统高阻接地故障暂态特征不明显,检测难度高。利用谐振接地系统高阻接地等值电路分析发现:高阻接地后的首个工频半波时间内,同属故障上游或下游的各检测点零序电流波形相似度高,而故障上、下游之间的检测点零序电流波形相似程度较低。鉴于同一线路各检测点故障电流分布的有序性,提出一种改进的聚类方法实现高阻接地故障定位,即从故障线路首个区段开始,依次将各区段前后检测点零序电流分别划为两个集合,选择集合之间距离最大的区段为故障区段。该方法减小了聚类算法计算量,提高了谐振接地系统高阻接地故障定位的可靠性,仿真与现场实际故障数据验证该方法是可行的。     

基于不同时段内积投影的灵活接地系统高阻故障选线方法

针对灵活接地配电系统在发生高阻故障时，无法实现准确选线的问题，通过分析灵活接地系统故障特征得出中性点小电阻投入后故障馈线与健全馈线在零序电流幅值上存在差异，同时，小电阻投入后母线零序电压发生明显降低。由此，提出一种基于中性点小电阻投入前后不同时段下计算内积投影的高阻故障选线方法。首先，将小电阻投入后各馈线零序电流对投入前的母线零序电压做内积投影，由此构建判据1；其次，将小电阻投入后各馈线零序电流对投入前的中性点电流做内积投影，由此构建判据2；最后，当判据1与判据2判定的故障馈线结果一致时，得到故障馈线。大量仿真实验表明，在非同步采样、数据缺失与电弧等故障工况下，该方法具有良好的稳定性，与现有方法对比可知，该文方法判定时间短，且适应电流互感器反接工况。     

基于综合内积变换的小电阻接地系统高阻故障检测方法

针对小电阻接地系统高阻故障时零序过电流保护灵敏度不足的问题,提出基于综合内积变换的高阻故障检测方法。分析了小电阻接地系统接地故障特征,并比较了各馈线零序电流与中性点零序电流。为了突显故障馈线与健全馈线之间的差异,提升小电阻接地系统高阻故障检测的可靠性,利用内积原理引入综合内积值为衡量指标以实现高阻故障检测。利用PSCAD建立了小电阻接地系统仿真模型并进行了故障仿真,结果表明所提出的方法能够检测高阻故障。     

利用零序电流相位变化特征的灵活接地系统故障选线方法

针对配电网灵活接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出一种利用零序电流相位变化特征的故障选线方法。详细分析了单相接地故障时各线路与中性点零序电流的相位差变化特征。并联小电阻投入前,各线路与中性点零序电流相位差为180°;并联小电阻投入后,健全线路与中性点零序电流相位差约为90°,而故障线路与中性点零序电流相位差约为180°。通过互相关系数反映各线路与中性点零序电流相位差,并且构造互相关系数差动判据,进一步增强故障特征差异。同时,利用中性点零序电流计算幅值微弱的健全线路零序电流,有效降低零序CT无法准确采集导致故障选线装置误判的风险。PSCAD仿真结果表明,该方法适用于过渡电阻3000Ω以内的接地故障,在零序CT反接、强噪声干扰等极端工况下,依然具有较高的可靠性。     

基于小波包分析的谐振接地系统高阻故障选线方法

配电网谐振接地系统的高阻接地故障处理一直是一个研究重点,由于故障电流微弱、故障发生时刻不确定、受线路参数和随机因素影响等原因,一直缺乏可靠的高阻接地故障选线方法。现根据谐振接地系统单相高阻接地的故障特性,用小波包分析和能量熵相结合对故障暂态零序电流进行分析,将能量熵作为单相高阻接地故障的暂态特征量,可以定量地对复杂的暂态故障信息进行分析。分析故障零序电流暂态信号能量熵分布的规律,定义平均能量熵来统计信号能量的复杂度。提出基于平均能量熵的故障模式分类方法,将单相高阻接地故障分为低频故障、强故障2类故障类型,并且依据不同的故障类型,使用不用的算法进行故障线路的选择,最后使用仿真的数据来证明此方法的正确性和可行性。