输电线路单相自适应重合闸的双SVM实现方案

实现输电线路自适应重合闸的关键是正确区分永久性故障和瞬时性故障以及快速确定瞬时性故障二次电弧熄灭时刻。提出了基于双支持向量机的自适应重合闸实现方案。首先,分析二次电弧阶段的故障相端电压的频谱分布和高频能量在瞬时性故障和永久性故障下的不同特征,利用离散傅里叶变换获得电压谐波总畸变率和高频能量二维特征向量,设计支持向量机SVM1区分故障性质。其次,基于瞬时性故障二次电弧熄灭前后故障相电压谐波和电压幅值的变化特性,以电压谐波总畸变率和幅值为输入量,利用支持向量机SVM2判断二次电弧是否熄灭。仿真结果表明,所提方法能可靠区分瞬时性故障与永久性故障,快速捕捉瞬时性故障熄弧时刻,抗噪声能力较强。     

基于积分比分布的单相接地故障熄弧时刻识别策略

现有自适应重合闸在识别出瞬时性故障后普遍经过固有延时合闸,忽视了故障点电弧熄灭与否,为进一步提高重合闸的自适应能力,有必要对故障熄弧时刻进行识别。通过计算分析超高压线路接地点熄弧前后故障相端电压特性,对比发生瞬时性故障时故障相端电压绝对值函数在二次电弧阶段和恢复电压阶段的差异,发现二次电弧阶段绝对值函数的积分在相邻时间窗内大小始终不变,积分比约为1,而恢复电压阶段初期相邻时间窗内的积分存在显著差异,其积分比出现较为明显的突变。通过设定上下阈值,将故障相端电压绝对值函数积分比作为熄弧时刻识别判据,若积分比连续5次超过所设阈值,则判断故障熄弧。大量EMTP-ATP仿真表明,该判据能可靠识别熄弧时刻,且不受并联补偿度、故障位置以及过渡电阻影响,具有较强的自适应性。     

特高压串补输电线路熄灭潜供电弧的方法

单相自动重合闸的成功合闸与潜供电弧的快速熄灭关系密切。在特高压串补输电线路发生单相接地故障时,为加快熄灭潜供电弧,提出采用一定数值的电阻短接故障相电容的方法。详细地阐述了潜供电流的频率特性,并给出直流分量的大小及衰减的快慢与故障时刻、弧道电阻的关系。最后以实际工程为例进行仿真计算。结果表明,该方法对潜供电弧的熄灭是实用和有效的。     

自适应熄弧时刻的单相重合闸的研究

由于二次电弧熄灭时间的不确定,导致采用固定重合闸时间的传统重合闸性能不佳。针对这一问题,提出了自适应熄弧时刻的单相重合闸新方案。输电线路发生单相接地故障,两侧故障相断路器跳开,该方案对故障点电弧是否熄灭进行持续循环判断,以确定是否开放重合闸。若电弧已熄灭,则立即开放重合闸重合。若判断结果为电弧尚未熄灭,则继续判别。直至系统允许非全相运行的最长时限,若电弧仍未熄灭,则跳开非故障相断路器。新方案在故障后电弧以较短时间熄灭时,缩短了重合闸时间,改善了系统的暂态稳定性;电弧经较长时间熄灭时,增加了成功重合的机会。     

配电网线路相间故障重合前无故障识别方法研究

目前现有配电网线路相间故障采用自动重合闸技术存在重合于未消失故障导致重合不成功的风险,有必要重合前进行无故障识别来避免盲目重合。针对配电网带并联补偿电容器的线路,研究了一种利用并联电容器储能放电的电压电流信息进行相间故障重合前无故障识别方案。分析表明,瞬时故障时,故障熄弧前过渡电阻为较小值,而熄弧后过渡电阻理论上无穷大,且熄弧瞬间过渡电阻存在突变特征;而永久故障时,跳闸后故障过渡电阻持续为较小值。据此特征,提出了利用相间故障过渡电阻的辨识结果进行重合前故障状态的识别方法及判据。最后,PSCAD建模仿真计算分析表明,所提出相间故障重合前无故障识别方法的正确性和有效性,有助于提高配电网相间故障的重合成功率。     

基于峭度值的超高压输电线路单相故障性质识别

输电线路单相接地故障单相跳闸后,故障相电压和电流信号较小,信噪比低,不利于故障性质的准确识别。利用谱峭度对信号中的冲击成分十分敏感及抗噪声能力强的特点,提出了基于峭度值的输电线路故障性质识别方法。在瞬时性故障二次电弧阶段,电弧呈现熄灭-重燃-熄灭的反复交替过程,重燃的瞬间电弧电流会突然增大,电弧电压含有较强的冲击成分,故障相电压的峭度值为正值。永久性故障时故障相电压迅速衰减为波形为正弦波的电磁耦合电压,其峭度值为负,而噪声信号峭度值约为0。根据这一特征,可以在强噪声环境下可靠区分永久性故障与瞬时性故障,在永久性故障时可靠闭锁重合闸。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于电弧特性的特高压输电线路单相自适应重合闸

提出了一种基于电弧特性的特高压线路单相自适应重合闸方案。通过EMTP-ATP软件中的MODELS模块建立二次电弧模型，模拟了瞬时故障时二次电弧的反复燃烧-熄灭-重燃的过程。利用数学形态学的多分辨形态学梯度提取故障相母线电压信号的暂态分量，通过比较故障相母线电压谱能量的差异来判别瞬时性与永久性故障。EMTP仿真数据都证明该方案能准确地区分故障类型，可靠地实现自适应重合闸。     

带并补电抗线路电弧性故障固有频率特征研究

超/特高压输电线路发生电弧性故障时由于线路电容电感构成谐振回路会产生固有频率分量,利用并联电抗电流量的频率特征有助于实现线路保护的故障识别和重合闸的无故障判别。电弧性故障时先后经历一次电弧、二次电弧、恢复电压3个不同的物理阶段,各阶段分别由储能元件构成自振网络,由于各阶段自振网络结构的差异将产生不同的特征频率分量。通过相模变换实现三相耦合线路模量网络的固有特征频率的计算模型及特征分析,明确了利用并联电抗器电流的主要固有频率分量特征能够识别电弧性故障所处的物理阶段,为线路保护的故障识别和三相重合前的无故障判别提供有效的特征信息。最后PSCAD仿真分析结果表明,所分析的不同物理阶段的固有特征频率的相关理论的正确性,为下一步利用固有频率特征实现线路保护和重合闸方案提供了较好的理论基础。     

风电场35kV电缆网中性点接地方式特性分析

为研究风电场35kV电缆网不同中性点运行方式的特性,以龙里风电场为对象,从接地故障时刻、接地故障点位置、接地故障点过渡电阻、接地电容电流四个影响因素展开计算,分析中性点不同接地方式下,系统的过电压、过电流水平。结果表明,中性点不接地方式仅适用于电容电流较小的系统,通过故障点的电流较小,电弧能自动熄灭;中性点经消弧线圈接地能够有效补偿接地电容电流,通过故障点的电流较小,为熄灭接地电弧以及避免间歇性电弧接地过电压的发生起到重要作用;中性点经小电阻接地在单相接地故障后,能快速准确切除故障线路,避免了间歇性电弧接地故障的发生,有效提高了系统的供电可靠性。     

谐振接地配电网电弧接地故障暂态分析方法与辨识

谐振接地中压配电网常发生电弧接地故障,传统的故障暂态分析方法多将电弧电阻简化为线性过渡电阻后代入故障暂态等值电路求解,电弧非线性特征难以体现.针对该问题,适当简化电弧黑盒模型,提出一种适用于谐振接地配电网电弧接地故障的暂态分析方法,定量计算不同过渡电阻下电弧接地故障暂态电流的解析表达式,并根据电弧电压的奇频次谐波衰减特...     

基于小波变换的单相接地故障电弧模型及其PSCAD／EMTDC仿真研究

提出了一种新的基于小波变换的单相接地故障电弧建模方法及仿真研究。利用PSCAD／EMTDC中的逻辑判断,传递函数等模块,准确建立了一次、二次电弧动态特性的模型控制块,将其封装嵌入至输电线路模型界面中,实现了实时控制,并将DB5离散小波变换应用于检测故障电弧故障信号奇异性。经过大量的仿真实验表明,该方法可以有效提取故障电弧信号的高频分量,并能迅速检测出电弧信号的所有异常信息和准确地识别出电弧的熄灭时间。     

基于线模分量模型参数识别的三相重合闸永久故障判别

现有固定时限的三相重合闸存在盲目重合于永久故障或未熄弧瞬时故障的危险,三相重合闸不成功可对系统带来严重危害。三相重合闸前对永久故障和未熄弧瞬时故障进行识别,有利于提高三相重合闸的成功率和安全性。以熄弧后瞬时性故障线模分量模型为计算模型,构建关于并联电抗器电感的参数识别方程,利用计算值与实际值的差异来区分永久故障和瞬时故障。瞬时故障时,故障模型与计算模型一致,计算值与实际值差异很小;永久故障时,故障模型与计算模型不一致,计算值与实际值差异明显。ATP仿真结果验证了该判别方法的正确性和有效性,可对相间故障、接地故障等故障性质进行有效识别。     

基于小波变换的单相接地故障电弧模型及其PSCAD/EMTDC仿真研究

提出了一种新的基于小波变换的单相接地故障电弧建模方法及仿真研究.利用PSCAD/EMTDC中的逻辑判断,传递函数等模块,准确建立了一次、二次电弧动态特性的模型控制块,将其封装嵌入至输电线路模型界面中,实现了实时控制,并将DB5离散小波变换应用于检测故障电弧故障信号奇异性.经过大量的仿真实验表明,该方法可以有效提取故障电弧信号的高频分量,并能迅速检测出电弧信号的所有异常信息和准确地识别出电弧的熄灭时间.     

同塔双回线电弧故障单端测距算法

高压输电线路的短路故障多伴随有电弧,针对目前众多故障定位算法中没有考虑过渡电阻的非线性特性的现状,提出了一种使用单端电气量进行故障测距的算法,该算法首先将耦合双回线解耦为同向量和反向量,根据反向量序网两端电压为零的特点,仅利用单侧电流推导故障点处的电压和电流,然后根据电弧故障电压、电流的转移特性构造测距方程,并利用最小二乘方法求解,实现故障测距。该算法使用了最小二乘方法得到故障距离,不需要输入对端系统等值阻抗,从理论上保证了该算法具有较高的测距精度。该算法理论分析简单,电磁暂态程序ATP仿真结果表明该测距算法有效、精度高。     

基于小波能谱熵的串联型故障电弧检测方法

低压线路中的串联故障电弧检测多以提取电流信号的故障特征为主,实际中,电流故障特征难以与非线性负载的负荷电流特征进行区分。相比之下,通过识别负载端故障电压特征更易建立统一故障判据。本文通过建立电弧分段仿真模型分析了电弧电阻对负载端电压故障特征的影响,从选择最优小波分解层数与小波基函数出发,提出了一种利用小波能谱熵的电弧故障检测方法,该方法利用故障电弧电压对负载端电压造成的畸变进行故障检测,利用小波能谱熵克服了故障特征频带难以确定的问题。实测及对比实验表明,该方法可有效识别各类负载线路的串联电弧故障,其检测准确率达98%以上。     

快速接地开关在同杆双回输电线路中的应用

同杆双回线路的耦合使潜供电弧不易自熄 ,影响了单相自动重合闸的应用。解决办法是采用快速接地开关 (HSGS)熄灭潜供电弧。利用EMTP仿真计算某实际线路的结果表明 :采用HSGS后 ,大大减小了潜供电流和恢复电压 ,可有效熄灭潜供电弧 ,提高单相自动重合闸的成功率。     

利用分相开关探测的配电网永久性故障识别方法

针对自动重合闸盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击的问题,提出了一种利用分相开关探测式重合的永久性故障识别方法。瞬时性接地故障时,线路等效为电容模型,利用暂态电压电流通过最小二乘法求出计算电容值,计算电容值与实际值近似且基本不随时间变化。永久性接地故障下线路不符合电容模型,计算电容值可能为负且随时间变化剧烈。相间故障时,合闸一故障相,故障点的存在会使未合闸相的暂态响应产生差异,未合闸相之间存在较大的线电压暂态量。对于接地故障,利用模型识别思想构造了识别电容参数的永久性故障识别判据;对于相间故障,构造了利用线电压暂态量的永久性故障识别判据。PSCAD仿真结果表明,所提方法能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确识别配电网永久性故障。     

基于相关系数和偏态指标的航空串联电弧故障检测

针对航空串联电弧故障的检测与识别问题,提出一种基于相关系数和偏态指标的航空电弧故障检测方法。通过提取不同负载电流信号的相关系数和偏态指标,构建二维特征量,分析对比了隐含层节点数对极限学习机性能的影响,引入灰狼优化的极限学习机进行分类识别。对阻性、阻感性、阻容性和非线性负载的大量实验结果表明,所提方法能够有效提取不同负载电弧故障特征,串联电弧故障诊断率高达98%,可为开发新型的航空电弧故障断路器提供可靠参考。     

快速接地开关熄灭同杆双回输电线路潜供电弧的研究

由于同杆双回线间较强的耦合作用,造成潜供电弧不易自熄,影响了单相自动重合闸的成功率,必须采取措施熄灭潜供电弧.在分析了各种熄弧措施的特点后,提出采用快速接地开关(HSGS)熄灭同杆双回线的潜供电弧.利用相模变换的方法和EMTP计算了采用HSGS后线路的潜供电流和恢复电压,结果表明HSGS用于同杆双回输电线路可显著减小故障相上的恢复电压和潜供电流,使潜供电弧可靠熄灭.     

架空-海缆混合高压输电线路自适应重合闸方案的研究

提出了利用比率制动差动原理判别架空-海缆混合高压输电线路的故障区段判别方法,以应用于自适应重合闸。在架空线路和海缆连接处增设电流互感器,并通过通信通道将二次电流传输至混合线路两端的保护。当混合线路发生故障,保护动作后,利用线路两端电流互感器和增设的电流互感器二次电流分别构成比率制动差动判据,进行故障区段判别。若故障发生在架空线段,开放重合闸;若故障发生在电缆段,则闭锁重合闸。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该故障区段识别方法能够准确可靠地判别故障区段,无死区、不受故障位置和过渡电阻的影响,可提高自动重合闸的重合成功率。