不对称电网不完全接地故障零序电压轨迹及应用

小电流接地系统单相接地故障选相的传统判据是建立在电网对地参数严格对称的条件下形成的,由于电网不对称度的普遍存在,当电网发生不完全接地故障时,特别是经高阻接地时,传统判据失效。详细分析并给出电网发生不完全接地故障后的零序电压轨迹,根据零序电压变化的特征将平面坐标系分成若干扇区,每个扇区与电网参数"不平衡矢量和"相对应。研究发现,零序不平衡电压处在的扇区不同,随着过渡电导的增加,零序电压的幅值和相位变化均出现不同的特征,可根据零序电压轨迹变化的规律特征,实现单相不完全接地故障相的判别。理论及仿真分析表明,所提方法可有效解决不对称电网发生不完全接地故障相的识别。     

中性点不接地变压器零序电压保护整定

本文通过对110kV线路单相接地情况下中性点不接地变压器零序电压的分析,提出了中性点不接地变压器零序电压保护整定方法。     

中性点不接地系统接地故障选线方法探讨

在对中性点不接地系统单相接地故障情况下零序电流、零序电压以及零序功率的变化规律做了认真分析的基础上，提出了采用3个判据同时判断的故障选线三合一综合判据原理，这个综合判据可以大大提高接地选线的准确率，具有一定的推广利用价值。     

基于零序电压有源调控的发电机定子接地故障消弧方法及保护对策

瞬时性接地故障易威胁发电机安全运行,造成巨大经济损失.传统的消弧线圈和大电阻消弧效果有限,因此在发电机中性点引入零序电压调控的有源消弧装置.分析表明接地故障发生后,根据故障定位结果在中性点注入电流可以精确地补偿故障点电压至0,从而使接地故障电流降为0,达到消弧的目的.为防止消弧过程中性点零序电压抬升导致发电机零序电压保...     

采用零序电流互感器检测10kV线路接地故障的探讨

针对10kV配电线路在出现接地故障时,难以快速判断接地点的问题,提出了在线路分段开关和支线开关上装设零序电流互感器检测接地故障的新方法。     

基于零序分量的风电场集电线不对称接地故障定位

风电场集电线上并接电源多、电源故障特性复杂,其故障定位问题持续困扰风电运营商。为此提出一种基于零序分量的集电线不对称接地故障新型定位方案。在定义无分支区域的基础上,充分考虑风机与风电场零序分量之间的特殊关系,分层实现风机无关的故障无分支区域识别与故障测距。首先,引入无分支区域状态信息的概念以反映零序电流主流通路径,通过状态信息的优化匹配识别故障无分支区域。然后,从零序阻抗出发推导故障无分支区域测距模型,并将其转化为优化问题实现故障距离求解。所提方案在较少测点下即可完全消除风机影响,并能有效适用于含分支集电线,同时无需数据严格同步,测距不会出现多解。最后,还设计了线路参数在线计算方案应对线路参数变化问题。仿真结果表明,所提方案较为准确,性能不受风机、故障位置、故障类型、过渡电阻以及数据不同步影响,整体性能优于现有方案。同时也验证了线路参数在线计算的有效性。     

基于零序电压分布特征的小电流接地故障测距初探

故障测距能够大大提高故障巡线与修复速度,但现有配电网小电流接地故障测距技术存在经济性较差的问题。为此,提出一种基于零序电压分布特征、可在现有配网自动化系统上实现的小电流接地故障测距方法。首先,利用小电流接地故障分布参数等值电路,验证零序电压分布特征作为故障测距判据的可行性。其次,在故障区段已知的基础上,利用配网自动化系统获取有限检测点的故障零序电压信息,并通过函数拟合得到故障点上、下游区段的零序电压分布函数。最后,求解两区段零序电压分布函数的联立方程组,得到故障点位置。仿真和现场数据的测试结果表明,该方法的测距精度较高,且可以利用现有设备实现,具有良好的经济性。     

基于柔性调控零序电压的不平衡配电网故障检测方法

柔性消弧过程中实现故障选线、过渡电阻测量与故障性质判定对现有配电网单相接地故障检测具有重要意义。针对配电网三相对地参数不对称的柔性接地系统,首先分析不平衡零序电压对消弧效果的影响,提出柔性消弧全补偿电流的计算方法。然后分析正常运行状态下和单相接地故障状态下注入电流和母线零序电压之间的约束关系。结果表明：无论系统处于何种状态,均可通过改变注入电流来柔性调控母线零序电压,进而调控各线路零序电流。并根据柔性调控零序电压前后各线路零序电流的变化规律,提出一种可实现故障选线、过渡电阻测量和故障性质判定的故障检测方法。Matlab/Simulink仿真验证了该方法的有效性和准确性。     

发电机基波零序定子接地保护传递电压校核

以中性点经单相配电变压器接地的发变组为例,对基波零序定子接地保护传递电压进行校核,简要分析影响传递电压的因素。     

一种实用的馈线单相接地故障区段定位与隔离方法

为解决小电流接地系统单相接地故障定位困难的问题,介绍了一种在电压时间型馈线自动化系统中基于零序电压检测的馈线单相接地故障区段定位与隔离方法,阐述了该方法的工作原理和馈线终端单元(FTU)的运行方式。以中山市某区环网型线路馈线自动化系统工程为例,论述了基于该方法的单相接地故障区段定位与隔离的过程分析,验证了该方法的可行性和实用性。     

基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法

目前灵活接地系统的接地保护大多直接采用小电阻接地系统的定时限零序过电流保护,存在高阻接地时保护灵敏度不足以及故障信息利用不充分等问题。通过分析灵活接地系统发生单相接地故障时,并联小电阻投入前后故障点上、下游及健全线路的零序测量导纳特征,发现并联小电阻投入前后故障点下游及健全线路的零序测量导纳不变,模值比为1,而故障点上游线路零序测量导纳的模值比远大于1,基于此提出了基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法。数字仿真和现场试验数据表明,该方法准确率高,不易受线路参数和过渡电阻等因素影响,可与定时限零序过电流保护配合使用,能满足现场实用要求。     

利用零序电流全量Hough变换的配电网故障选线方法

对配电网单相接地故障电磁暂态仿真分析表明,故障馈线和健全馈线的零序电流全量起始阶段的整体变化趋势相反。基于此,提出应用Hough变换对零序电流起始阶段整体变化趋势进行变化方向检测的故障选线新方法。利用配电网故障后短时窗各馈线零序电流数据进行Hough变换,构造出零序电流全量起始阶段整体变化趋势的"整体"突变方向夹角。故障馈线零序电流全量起始阶段整体变化趋势突变方向与"整体"突变方向相反,健全馈线零序电流全量起始阶段整体变化趋势突变方向与"整体"突变方向相同。该方法原理简单,降低了对硬件采样速率的要求。大量仿真结果表明该方法准确、可靠。     

基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理

针对中性点非有效接地配电网单相接地故障处理难题,提出一种基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理方案。自动化系统由变电站内的故障相接地熄弧选线装置和配置于馈线开关的故障相接地启动保护装置构成。通过采用故障相接地手段实现单相接地故障的可靠熄弧,利用故障相接地断开前后的零序电压和零序电流变化特征实现永久性单相接地故障选线、选段、隔离和健全区域供电恢复。通过对故障相接地断开前后系统零序电压和零序电流的变化规律分析,构造了基于故障相接地断开前后基波零序电流比值的单相接地选线和选段判据。讨论了单相接地故障处理启动判据、故障相接地断开时刻感知、故障相接地断开前中性点中电阻投入必要性等关键技术问题。结合实例对所提出的单相接地故障处理过程进行了说明,并开展了实验验证,结果表明了所提出方法的可行性和有效性。     

配电线路的零序电流和故障选线新方法

为进一步研究配电线路单相接地后的故障选线问题,分析了配电线路的零序电流,即配网中某线路发生单相接地时,故障线路本身的零序电容电流分别从故障点向线段的首端电源侧和末端流出,端部电流为零,沿线电流按照斜线的规律分布;非故障线路的零序电流从各自的首端流向末端,末端电流为零,沿线亦按斜线的规律分布。全部非故障线路的零序电流叠加到故障点到首端的线段中,故首端的零序电流比每条非故障线路的为大,据此可检出故障线路。但当线路很长或接地电阻较大时,上述零序电流间差别不大,难以进行故障选线。为此,提出了一种新方法,即利用母线上的一部分无功补偿电容,或在母线上投入一定容量的三相星形电容器组,在判定永久性单相接地时将其星形中性点临时接地,相当于投入非故障的长线路,以使故障线路首端的零序电流显著增大而被检出。对于谐振接地电网,可将电容器临时接在电网中性点上,并在其投入或在上述星形中性点接地的同时切除消弧线圈,以免削弱故障线路首端的零序电容电流。     

基于零序电流波形区间斜率曲线的配电网高阻接地故障检测

配电网高阻接地故障由于故障电流微弱而难以被传统保护装置检测并排除,故障长时间存在会增加发生火灾和人身安全事故的风险。针对现有方法在面对不同接地介质等故障场景时,因故障特征的差异性及噪声干扰而导致的整定阈值难设定和检测可靠性不足等问题,基于对10 k V电网现场实测高阻故障波形的分析,采用最小二乘线性拟合描述波形非线性畸变,提出基于零序电流波形区间斜率曲线的故障检测方法。同时,采用格拉布斯(Grubbs)法抑制不规则波形畸变对区间斜率曲线的干扰,以进一步保证算法对故障特征的正确提取。所提方法具有较强的抗噪声能力,数值仿真和现场实测故障数据验证了算法的可靠性。     

基于相似度比较的环状柔直配电网线路单极接地故障保护

直流配电网线路发生单极故障的概率较高,同时受过渡电阻变化范围较大的影响,故障识别难度大。首先,针对环状直流配电网的中压直流线路单极接地故障的保护问题,分析了单极接地故障后系统的零模网络。基于系统的零模网络,分别建立了区内、区外故障的数学模型,并通过Hausdorff距离算法对任意时刻零模差动电流采样信号和由区内、区外模型求得的零模差动电流值分别进行相似度比较,实现故障的快速识别和隔离,保护定值整定简单。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证了所提保护方案的可行性,结果表明该方案识别准确度高、耐受过渡电阻能力强。     

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。     

交流侧接地故障对直流配电网电压平衡影响

针对直流配网中换流器交流出口处的单相接地故障,对故障下直流侧正负极电容电压的响应进行了推导,并给出了故障下单个换流站的零序等效电路。对故障消除后直流正负极电压的恢复过程进行了分析。分别从在故障下消除直流正负极电容电压的工频共模波动和在故障消除后直流正负极电压的快速恢复2个角度对电容中点接地电阻的取值进行了讨论。提出了电容中点接地电阻的取值依据。最后通过PSCAD/EMTDC仿真软件进行了直流配网系统故障仿真,对结论进行了验证。     

两相电流互感器配电网零序电流构造方法

中性点非直接接地配电网大多只安装A,C两相电流互感器（TA）,而现有单相接地故障选线方法基本都以零序电流为基础实现。如何在两相TA配电网中准确检测并隔离接地故障线路,成为长期困扰实际运行的技术难题。通过对暂态电流的频域和时域分析,找出B相暂态电流与A,C相暂态电流的对应关系,提出在A相和C相接地时由A相和C相暂态电流构造B相暂态电流,进而得到较精确零序电流的方法。通过大量仿真实验验证了所提出的构造方法的正确性。零序电流的成功构造为实现两相TA配电网单相接地故障选线提供了基础。