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Arc flash fault detection in wind farm collection feeders based on current waveform analysis

Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2017年第2期5卷 211-219页

作者： Bin WANG Jiang NI Jianzhao GENG Yuanyuan LU Xinzhou DONG State Key Laboratory of Power System Department of Electrical EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084China

high impedance faults(HIFs) are easy to occur in collective feeders in wind farms and may cause the cascading of wind generators tripping. This kind of faults is difficult to be detected by traditional relay or fuse due to the limited fault current values and the situation is worse in wind farms. The mostly adopted HIF detection algorithms are based on the 3rd harmonic characteristic of the fault zero-sequence currents, whereas these 3rd harmonics are very easy to be polluted by wind power back-to-back converters. In response to this problem, the typical harmonic characteristic of HIF arc flash based on Mayr’s arc model is first analyzed, and the typical fault waveforms of HIF in wind farm are presented. Then the performance of the harmonic based HIF detection algorithm is discussed,and a novel detection algorithm is proposed from the viewpoint of time domain, focusing on the convex and concave characteristic of zero-sequence current at zerocrossing points. A HIFs detection(HIFD) prototype implementing the proposed algorithm has been *** sensitivity and security of the algorithm are proved byfield data and RTDS experiments.

关键词： Wind farm high impedance fault Arc flash Zero-sequence current Convex and concave characteristic

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