基于差值矩阵的多端输电线路故障定位研究

针对现有多端输电线路故障行波检测困难、定位精度不高、判定算法复杂等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)算法和Hilbert变换相结合的行波检测法和一种基于差值矩阵的多端输电线路故障行波定位算法。首先通过行波传感器采集故障行波信号,利用VMD分解算法对故障行波进行分解,结合Hilbert变换提取模态分量IMF1的瞬时频率,根据第一个瞬时频率的奇异点位置确定故障行波的达到时刻。然后利用行波到达各端的时间和行波传输原理,得到多端输电线路故障分支判定矩阵。最后根据故障分支判定矩阵确定故障支路,实现故障点的精确定位。ATP/EMTP仿真结果表明,所提检测方法能够准确检测故障初始行波的到达时间,多端输电线路定位算法能够准确判定故障支路,相比于HHT检测方法下的定位算法,进一步提高了定位精度。     

基于FIMD和Hilbert变换的线路行波故障诊断

由于传统方法未能考虑到对线路行波信号进行分解与频谱分析,导致线路行波故障诊断精度低、延时以及费用增加,现提出一种基于FIMD和Hilbert变换的线路行波故障诊断方法.通过快速本征模态分解算法FIMD对线路行波信号进行分解,获取多个唯一的固有模态分量和一个残余分量.根据信号分解结果采用Hilbert变换进行线路行波信号频谱分析,获取信号的瞬时频率,通过瞬时频率计算行波到达的准确时间,最终实现线路行波故障诊断.实验结果表明,所提方法能够有效提升线路行波故障诊断精度,降低诊断延时与故障诊断费用,实际应用效果好.     

基于VMD与广义S变换的HVDC线路故障定位

针对高压直流输电线路故障定位中存在的输电线路长、故障概率大、测距精度不高以及故障波形含有噪声等问题,提出了VMD分解与广义S变换结合的高压直流输电线路故障测距算法。首先通过变分模态分解(Variational Model Decomposition,VMD)对含噪声的行波信号进行VMD分解,滤去噪声并获得最优模态分量。然后采用广义S变换(Generalized S-transform,GST)计算最优模态分量,生成高时间分辨率S矩阵。并选取S矩阵中的高频分量,识别该频率分量的波形突变点,从而获取故障初始行波到达时刻。最后通过测距公式获得故障距离。PSCAD/EMTDC仿真表明,所提方法受过渡电阻影响很小,不同故障距离的测距精度很高。经过现场故障行波数据的验证,可以实现在线路范围内快速准确的故障定位。     

基于VMD和TEO的高压输电线路雷击故障测距研究

针对传统行波检测中小波模极大值法对于基函数和分解尺度的高要求以及希尔伯特黄变换(HHT)方法中经验模态分解(EMD)存在的模态混叠现象,提出一种基于变分模态分解和Teager能量算子相结合的高压输电线路雷击故障行波检测方法。针对行波波速及线路实际长度的不确定性给测距结果带来的影响,结合故障行波在线路中的传播途径,推导出一种新的双端行波测距算法,该算法的测距结果不受行波波速的影响。将该方法应用到雷击点和故障点定位,解决了雷击点和故障点不一致时的故障定位问题。EMTDC仿真结果验证了该方法的正确性及有效性。     

基于VMD和S变换的多端输电线路故障定位

针对强噪声背景下行波信号提取难的现状,提出一种基于变分模态分解VMD(variational mode decomposi?tion)算法和S变换的故障行波提取法。通过对故障行波信号进行VMD分解,利用S变换分析得到故障突变点来确定故障行波达到时刻。针对行波波速和线路长度的不确定性,利用故障行波的传输过程和零线模分量,提出一种与波速无关的双端定位算法。基于故障前线路距离差值和故障后线路距离差值建立故障分支判定矩阵,提出一种适用于多端输电线路的故障定位方法,利用故障支路端的列元素计算故障位置。仿真结果验证所提方法在强噪声干扰下能有效提取行波信号,故障定位算法相比现有多端输电线路故障定位法有明显优势,进一步提高了定位精度。     

基于希尔伯特——黄变换的高压直流线路行波故障定位

提出了基于希尔伯特-黄变换(HHT)的直流输电线路行波故障定位的方法。首先,对故障初始行波信号进行经验模态分解(EMD)得到固有模态函数(IMF),然后通过对IMF进行希尔伯特(Hilbert)变换得出其时频图,根据时频图中首个频率突变点确定出故障初始行波到达的时刻并且由其对应的瞬时频率值计算其波速度。最后,利用改进的双端行波故障定位原理计算出故障距离。在EMTDC环境下进行仿真分析,相关结果证实了所提方法的有效性。     

基于Hilbert-Huang变换的行波法高压输电线路故障定位

输电线路发生短路故障时,产生的故障暂态行波是一种非线性、非平稳信号。准确提取行波波头信号,是行波法故障定位的关键。将Hilbert-Huang变换这一非平稳信号处理工具应用于故障行波波头的检测,实现故障定位。利用GPS同步采集输电线路双端故障前后一段时间的电流数据,对其进行经验模态分解,将得到的高频模态分量进行Hilbert变换,得到相应的时间-频率谱图。时频图上的频率突变时刻即为行波波头的到达时刻。Matlab仿真结果表明,该方法能准确捕捉行波波头的到达时刻,有较高的定位精度。     

基于双端行波原理的多端输电线路故障定位新方法

针对已有多端输电线路故障定位方法误差大的缺陷,将双端行波法应用于多端输电线路的故障定位,提出一种基于快速本征模态分解(fast intrinsic mode decomposition,FIMD)和Teager能量算子(Teager energy operator,TEO)的多端输电线路行波故障定位新方法.首先对各测量点的电流线模分量进行FIMD分解,然后利用TEO计算分解所得IMF1分量的瞬时能量,根据首个能量突变点来确定故障初始行波的到达时刻.其次,利用双端行波定位原理和初始行波到达时刻形成文章所提故障支路判定矩阵,利用该矩阵元素特征判定出故障支路.最后,选择能够经过故障点形成双端支路最多的母线作为初始端,计算自初始端经故障点到其他各节点的双端支路的故障距离,将这几个故障距离的均值作为最终故障距离.结果表明,利用所提方法能够准确快速地检测出故障初始行波的到达时刻和确定出故障支路,并进而准确定位出故障点.     

基于VMD-Hilbert变换的故障行波定位研究

针对现有行波检测方法中小波变换和希尔伯特黄变换的不足,提出一种基于VMD-Hilbert变换的故障行波检测方法。通过对行波传感器采集到的故障行波信号进行VMD分解,利用Hilbert变换提取模态分量的特征量来标定初始波头的到达时间。针对行波定位精度受波速不确定性影响的问题,基于故障初始行波零模分量和线模分量波头的到达时刻,提出一种与波速无关的双端定位算法。ATP/EMTP仿真结果表明,VMD-Hilbert行波检测方法能有效标定行波波头时间,定位算法无需知道故障发生时刻和故障反射行波波头的到达时刻,进一步提高了故障定位的精度。     

基于改进变分模态分解的电缆行波故障定位研究

提出一种基于改进变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)与魏格纳威尔分布(Wigner Ville distribution,WVD)算法相结合的电缆单端行波故障定位方法.该方法通过瞬时频率均值的变化对变分模态分解预设尺度进行优化,对故障行波信号进行模态分解;并对高阶本征模态进行魏格纳威尔分布,通过故障行波的瞬时能量曲线,对故障初始行波波头和第一次反射波波头的到达时刻进行标定,从而实现单端电缆行波故障定位.仿真搭建长沙某预制舱式变电站输电线路模型,分析结果表明,该方法能有效地进行预设尺度分解,准确确定波头到达时间,为电缆行波故障定位提供了一种简单实用方法,具有一定的工程应用价值.     

考虑透射模量的初始反极性行波的辨识方法

提出了初始反极性行波的辨识方法,对单端行波故障测距具有重要意义.初始反极性行波的出现时刻与母线类型、故障点位置和零模分量衰减程度有直接关系;三一类母线结构中故障初始行波和第2个同极性波头的时间差△t1,以及第2个同极性波头与初始反极性行波的时间差At2,在故障点透射模量可测和衰减至不可测情况下,其比值△t1/△t2与故障距离均满足固定的函数关系;△t1与故障距离在透射模量可测和衰减至不可测情况下也满足固定的函数关系.提出了考虑故障点模量透射及其衰减特性的初始反极性行波的辨识方法.仿真验证表明,该方法可有效识别初始反极性行波的性质.     

基于零模线模时差的配电网双端行波故障测距

快速、可靠定位配电网单相接地故障是提高配电网供电可靠性的重要技术手段。现有单相接地故障定位技术实用效果较差,过电压时间较长导致电缆相继燃烧的情形屡见不鲜。文中首先分析行波测距技术在配电网单相接地故障定位中的适用性;然后,利用模量分析法分析配电线路单相接地故障时暂态零模和线模行波的故障特征,提出基于零模线模时差的双端行波测距算法;最后,基于配电网仿真模型,对比分析所提算法与现有算法的单相接地故障定位精度,验证所提算法的有效性和优越性。仿真结果表明,所提算法不受过渡电阻影响、无需对时同步且不受行波波头折反射影响,具有较好的工程应用前景。     

基于D型行波原理的T接线路故障测距方法

介绍了一种基于D型行波原理的T接线路故障测距方法,无需故障分支判断,计算简单。对T接线路故障时的行波过程进行了分析,直接利用故障时刻产生的初始波头到达T接线路三端的时刻,基于D型行波原理,进行两次双端故障测距,然后选择两次双端测距结果中的较大值作为最终故障测距结果。用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方法进行了仿真分析。仿真结果表明,在T接线路发生故障时,此方法能够利用故障初期很短时间内的行波信号实现快速、准确的故障测距。     

基于行波传输时差的输电线路覆冰厚度测量方法

提出了一种基于行波传输时差的输电线路覆冰厚度测量方法.推导了冰厚与线路长度的关系,基于输电线路故障全球定位系统(GPS)行波定位系统精确记录外部故障或操作产生的行波穿越线路的时间,测量输电线路长度的变化,从而计算出冰厚.分析了某地区电网2008年冰灾期间的运行数据,表明了该方法的适用性,可用于输电线路冰灾分析,为合理安排融冰计划提供参考.     

半波长输电线路行波传播特性及故障测距

为了研究行波测距在半波长输电线路上的适用性,首先基于行波幅值衰减特征和折反射规律,估计适用单端测距的临界故障距离。其次,分析不同故障状况下行波畸变对传统测距方法的影响,据此提出适应半波长线路故障定位的新方案。该方案在线路中间布置额外测点,利用该测点行波极性判断故障区段,选择在故障区段内采用单端或双端法进行精确测距。利用PSCAD/EMTDC搭建半波长输电线路模型,进行不同情况下的故障仿真,结果表明:单端行波测距可以适用的临界故障距离约为100~240 km;此外,所提方案能消除测距死区,有效提升测距精度,基本不受故障条件、调谐网络和负载状况影响,具有较高可靠性。     

基于行波原理线路故障测距的误差分析及解决措施

输电线路行波测距装置的应用,极大地提高了输电线路的测距精度,给线路巡线和抢修带来极大便利.测距装置仍然存在着一些误差,从理论上对对引起行波测距装置的误差的原因进行了分析,并提出了补偿意见.     

基于初始反极性行波检测的单端故障测距算法

从正、反极性初始故障行波综合利用的角度,提出了检测初始反极性行波实现单端故障测距的新算法.初始反极性行波检测过程中所受干扰相对较少,检测可靠性较高,并且其出现时刻与故障点位置具有特定的分段线性关系.通过“三一类”母线(测量端本端为三类母线,对端为一类母线)初始反极性行波的特征分析并辨识其出现时刻,结合初始故障行波,可有效确定该母线类型下故障点所属线路区段和第2个波头性质,并可初步测量出故障点的位置,依此构造稳定可靠的单端行波测距算法,并确定故障点的精确位置.该算法利用初始正、反极性行波波头,检测可靠性相对较高.仿真验证表明,该算法可有效确定故障点的位置,并将显著提高单端行波故障测距的适应能力及准确性.     

一种新型的输电线路双端行波故障定位方法

针对行波故障测距技术中行波检测准确性和行波波速对测距精度的影响,提出一种新的双端行波故障定位方法。首先,介绍了变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和 Teager能量算子(Teager Energy Operator,TEO)的特点,并将VMD与TEO相结合应用于故障行波波头的检测。其次,在双端行波故障测距原理的基础上,根据故障行波的传播路径,推导出一种不受行波波速和线路实际长度变化影响的行波故障测距新算法。该算法不需要检测行波反射波的波头,测距原理简单。最后,通过EMTDC仿真验证方法的正确性和准确性。大量的仿真结果表明该方法行波波头检测效果较好,测距准确度较高。     

雷电波对电力系统行波故障测距法的影响分析

行波法由于其稳定和准确性,广泛应用于电力系统。雷电波是影响行波故障测距的重要因素之一,通过对雷电波故障进行仿真,比较了非故障性雷击和故障性雷击的特点。仿真实验结果表明,合理利用双端测距原理对雷击故障进行测距具有较高精度。     

一种新的单端行波测距方法

传统的单端行波测距方法存在远端故障测距不准确的问题。提出一种新的单端行波测距方案,其基本原理是故障点故障前电压与故障后初始行波电压相位差为 ,两者相关系数绝对值为1。通过测量点处故障前电压电流和故障后电压电流可以求出故障后初始行波和线路各点处的故障前电压。将各点处的故障前电压与所求初始行波进行相关性计算,得出相对应的相关系数的绝对值。在这些相关系数的绝对值中,数值最大且为1的点即为故障距离。与传统的行波测距方案相比,其测距具有单一值,远端故障也能准确测距。