基于暂态分量的配电网单相接地故障选线新方法

在对目前应用小波变换技术进行配电网单相接地选线方法综合分析的基础上,提出了一种基于最小瞬时零序功率的选线新方法.通过分析配电网单相接地故障的暂态过程,给出了配电网单相接地故障时零序电压和各条线路的零序电流的瞬时表达式,定义了瞬时零序功率并将其作为故障选线特征量.结合配电网单相接地故障的大量仿真分析,应用小波包将零序电流和零序电压暂态信号逐层剥离,提取最大分量的信号频段为特征频段;根据各线路特征频带的零序电流、零序电压计算每条线路的瞬时零序功率,在短路第1个周期内,具有最小瞬时零序功率的线路为故障线路.仿真分析结果表明,该选线方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地配电网都适用,而且不受短路时刻、线路长度的影响,抗电弧过渡电阻能力强.     

基于暂态分量的配电网单相接地故障选线新方法

在对目前应用小波变换技术进行配电网单相接地选线方法综合分析的基础上，提出了一种基于最小瞬时零序功率的选线新方法。通过分析配电网单相接地故障的暂态过程，给出了配电网单相接地故障时零序电压和各条线路的零序电流的瞬时表达式，定义了瞬时零序功率并将其作为故障选线特征量。结合配电网单相接地故障的大量仿真分析，应用小波包将零序电流和零序电压暂态信号逐层剥离，提取最大分量的信号频段为特征频段；根据各线路特征频带的零序电流、零序电压计算每条线路的瞬时零序功率，在短路第1个周期内，具有最小瞬时零序功率的线路为故障线路。仿真分析结果表明，该选线方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地配电网都适用，而且不受短路时刻、线路长度的影响，抗电弧过渡电阻能力强。     

配电网10kV线路单相接地故障特征分析

针对小电流接地系统的单相接地故障量不确定、不突出、不稳定而导致选线困难的问题,搭建了配电网10kV线路网络模型,从理论上分析发生单相接地故障电气特征量的变化规律.利用Simulink软件构建不接地系统和经消弧线圈接地系统模型,仿真分析了中性点接地方式和故障位置对故障电气分量的影响.通过对仿真结果观察分析,提取出小电流接地故障特征,为小电流接地故障选线提供参考.     

抑制直流偏磁导致的互感器饱和的直流补偿法

在超特高压直流输电线路相继投入运行的背景下,直流偏磁造成电流互感器(current transformer,CT)饱和的现象日趋严重,抑制CT饱和尤为重要.通过直流偏磁产生机理和CT等效模型的建立,推导得到3种CT暂态饱和时的二次电流及铁芯磁链表达式,并提出直流补偿法来抑制直流偏磁导致的CT暂态饱和.基于电力系统计算机辅助设计PSCAD(power sys-tems computer aided design)仿真平台,分析直流偏磁对CT二次电流的影响,通过定量计算得到补偿直流与偏磁电流的对应关系.抑制电流互感器暂态饱和可以确保其准确地将一次电流传变至二次侧,二次电流波形不会出现畸变,能够避免因差流过大引起的保护误动,确保电力系统安全可靠运行.此外,针对励磁涌流及接地故障造成的CT饱和,仿真结果验证该方法切实可行.     

一种新的配电网小接地电流故障选线监测方法

在配电网系统中,故障点经高阻接地或者中性点经消弧线圈接地使得故障电流比较小,无法使用传统的过流继电器动作或者熔断器熔断。因此,提出了一种适用于辐射状配电网的、基于特定频率电压信号叠加原理的单相接地故障选线新方法。仿真结果证明这种方法对于任何形式的接地故障选线都比较准确。     

直流偏磁对变压器运行的影响及应对措施

随着国家对"西电东送"这一重大决策的实施,建设了一大批远距离大功率的输电线路,这些输电线路均采用直流输电的方式。但交、直流混合输电后会对电网和输变电设备产生不利的影响,例如会产生变压器中性点直流偏磁的现象,主要表现为变压器励磁电流、损耗和漏磁通增加,导致变压器局部过热甚至绝缘老化。首先介绍了直流偏磁的概念,在此基础上对直流偏磁产生的原因进行分析,同时探讨了直流偏磁对变压器运行的影响。最后提出了提出抑制直流偏磁的措施,认为较为可行的方法为中性点串接电容和中性点注入反向直流电流法,必要时还可降低变压器的运行工作点作为辅助手段。     

直流偏磁增大换相失败风险的机理分析及仿真

对直流偏磁、电压畸变导致过零点漂移以及与换相失败的关系进行了分析,指出直流偏磁场景下换流变压器的励磁电流将发生畸变,使得变压器励磁电抗工作在非线性区域,不仅可能引起交流母线电压的畸变以及换相线电压过零点漂移,甚至可能增大换相失败的风险.基于所建立的中国南方电网交直流混联输电系统PSCAD/EMTDC仿真模型,对特高压直流输电双极平衡和大地-单极运行工况下同一故障场景的换相失败风险进行了仿真分析和对比,结果验证了理论分析的正确性.     

利用正弦拟合法的铁磁谐振与单相接地辨识

中性点不接地配电网中,电压互感器(PT)引起的铁磁谐振时常发生,导致系统零序电压升高,其现象与单相接地故障相似,容易造成接地选线装置误动。为此提出一种铁磁谐振与单相接地辨识的新方法,该方法以频率50 Hz的正弦函数为模型对零序电压采样数据进行拟合,通过正弦函数的幅值判断零序电压是否为基频量。在零序电压为基频量的情况下,根据基频谐振时系统零序电压波形畸变的特点,计算波形畸变度以区分基频谐振与单相接地。仿真数据表明该方法能够有效辨识铁磁谐振与单相接地。     

电力系统中性点接地方式的分析与比较

本文对电力系统四种中性点接地方式:中性点不接地、中性点直接接地、中性点经电阻接地、中性点经消弧线圈接地,进行了分析和比较.评价了四种接地方式各自的优缺点,并分别计算了四种接地方式下电网发生单相接地故障时的故障电压和故障电流.     

中性点非有效接地系统单相接地故障仿真分析

为了提取小电流接地系统单相接地时故障线路和非故障线路的零模暂态能量值,利用电磁暂态程序ATP建立了仿真模型,借助Matlab程序设计得到了相应的零模暂态能量值.同时综合考虑不同接地过渡电阻、不同故障距离、不同故障初相角以及间歇性接地故障等多个因素,对小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真.仿真分析结果表明:基于零模暂态能量的故障选线方法检测灵敏度高,不仅适用于中性点不接地系统,而且适用于中性点经消弧线圈接地系统及间歇性接地故障.     

基于Preisach理论的PT磁化特性分析及铁磁谐振检测方法

为提高电网运行的安全性和可靠性,对电压互感器进行暂态仿真分析、对铁磁谐振进行实时检测并探究铁磁谐振的机理都十分必要.应用Preisach理论分析PT磁化特性,得到不同类型铁磁谐振的励磁电感特性.基于PT一次侧三相电压之和与一次侧中性点电流,提出铁磁谐振检测方法.在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC平台下,对典型10kV配电系统进行了建模仿真,结果表明提出的检测方法能够及时有效地判别单相接地故障和不同类型的铁磁谐振.     

蒙东地区变压器直流偏磁现象检测与抑制方法

直流偏磁是影响变压器正常工作运行的一种典型现象。在分析变压器直流偏磁产生机理的基础上,认为直流输电系统入地电流是产生直流偏磁的主要影响因子。采用开发的直流偏磁带电测试仪和直流偏磁在线监测系统对蒙东地区的变压器中性点直流分量进行了测试。结果表明,蒙东地区变压器中性点直流分量已影响变压器的正常运行。     

配电网单相接地故障的自动化检测模型设计

当前配电网单相接地故障检测模型知识表达能力较差,其产生过程只依据正常配电网样本数据,无需单相接地故障数据,未充分利用先验知识,导致检测精度低。提出新型配电网单相接地故障自动检测模型。提取配电网单相接地故障特征,设计配电网单相接地故障自动化检测模型,将故障特征向量作为输入向量,引入输入向量与权值向量元素之间的匹配程度,将其作为第二层节点的输入,将第二层的输出作为第三层的输入,对模型进行训练,输出的结果即为配电网单相接地故障检测结果。实验结果表明,所提模型具有很高的检测精度。     

特高压直流输电对交流电网变压器的影响

本文以糯扎渡-鹤山±800 kV特高压直流输电系统为研究对象,分析了特高压直流输电系统采用单极大地方式运行时直流偏磁产生的原因及对交流变压器本身和电网的影响,对流过变压器绕组直流电流大小的相关问题进行了讨论,并结合目前江门电网的情况提出几点抑制流入变压器中性点地中直流的措施。     

交直流互联系统直流电流分布与多层土壤参数的关系

分层土壤参数是影响交直流互联系统直流电流分布的重要因素．将各层土壤的电阻率及厚度作为自变量,变压器中性点的直流电流作为因变量,利用二元函数的三维曲面及等值线来描述变压器中性点直流电流与各层土壤参数的关系;基于此,研究多层土壤参数同时变化时,交直流互联系统直流电流分布与地理位置的关系．结果表明：变压器中性点的直流电流分别与第l层土壤电阻率比厚度、第2层土壤电阻率乘厚度、第3层土壤电阻率比厚度相关;当第1层土壤电阻率取最小值、厚度取最大值,第2—4层土壤电阻率全部取最大值、厚度全部取最小值时,各站点变压器中性点的直流电流相对较大;距离接地极越远,不同站点变压器中性点的直流电流差距越小．     

三相配电变压器行波传变特征分析

利用配电变压器传变故障初始行波波头,可以解决配电线路行波故障测距中线路末端信号不易获取的问题.在已经证明配电变压器能有效传变行波信号的基础上,本文对三相配电变压器的行波传变特征进行了研究.以目前通用的配电变压器为例,分析了各种类型故障初始行波传变到配电变压器低压侧的信号特征及规律,研究发现,尽管中性点非有效接地系统单相接地故障后线路稳态线电压保持不变,但其故障暂态过程仍产生电压行波线模分量,并且它们可以有效传变到配电变压器低压侧.在此基础上,提出只利用变压器低压侧的两个线电压信号就可以有效获取各种类型故障初始行波信号,为利用三相配电变压器获取故障初始行波信号的现场实现提供了理论依据.现场试验证明了所述方法的正确性.     

谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法

针对因消弧线圈引起的故障电流信号微弱,造成谐振接地系统发生单相接地故障识别率进一步降低的情况,考虑故障线路与非故障线路间零序电流波形相似度低的特点,提出一种谐振接地系统的配电线路接地故障选线新方法。用HHT(Hilbert-Huang teansform)和时频谱带通滤波法处理零序电流波形,构建各线路零序电流波形的时频能量矩阵,结合图像识别中的相似度识别法与综合相似系数矩阵,实现线路接地故障选线。结果表明,该选线方法对噪声干扰、两点接地故障等情况均有效。     

直流偏磁下变压器绕组及垫块振动特性分析

直流偏磁使得变压器绕组振动加剧,目前采用将绕组简化为忽略垫块结构的圆柱模型的建模方法误差较大.建立包含垫块的线饼式绕组精细化模型,通过电磁场-结构场-流体场多物理场耦合的方法,在对直流偏磁下变压器磁场分布进行分析的基础上,对绕组及垫块的振动位移特性进行研究且进行实验验证.结果表明:直流偏磁下变压器漏磁增加且在特定角度分布集中,绕组在对应位置出现新的不平衡单边振动模式,绕组局部位移的不平衡使得垫块脱落的可能性增加,变压器抗突发能力下降.此研究可为变压器直流偏磁下运行状态监测提供理论指导.     

基于重构相图相似性检测的单相接地故障选相方法

配电线路在发生单相高阻接地故障时,由于故障特征微弱导致传统以求解电气参量为依据的选相方法存在困难.依据故障支路附加状态的三相电流中健全相与故障相存在幅值相角不一的差异,提出一种利用相空间重构方法对故障附加状态的三相电流进行升维重构,然后依据重构相轨迹图的差异作为故障特征进行单相接地故障选相的新方法.该方法可通过重构相轨...     

直流断线故障特性分析及一种基于控制的保护策略

随着"直流电网"概念的形成,传输距离的增长使得架空线成了构建直流传输网络的最佳选择。相较电缆线路,架空线故障率更高,更易发生断线故障。基于多端柔性直流环网拓扑结构,对直流网络中部分线路断开后换流站及相连线路的暂态特性进行了研究,阐述了故障后产生直流侧过电压以及非故障线路过电流的机理;以抑线路过电流水平、加快系统恢复速度为目的,提出改进后的电流控制器模型。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了四端环网模型,验证了提出的控制策略的有效性,能够明显的抑制线路过流峰值和加快直流网络恢复速度。