基于整个电网行波时差的故障定位方法

在分析电网故障行波传输特性的基础上提出了一种基于整个电网行波时差的故障定位方法。该方法在整个输电网中的部分变电站安装行波定位装置,线路故障后各行波定位装置检测并记录初始行波的到达时间,由主站根据整个网络中所有初始行波到达时间和线路长度来辨别有效行波时间,并根据所有有效行波时间来进行综合故障定位。与基于单条线路故障信息的行波定位不同,该方法在故障线路端定位装置故障、启动失灵或记录错误时间后仍能可靠定位。理论分析和仿真结果表明,该方法可以在使用较少的行波定位装置的情况下对电网中所有输电线路进行可靠、准确的故障定位,有助于进一步提高行波故障定位的可靠性和经济性。     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。     

单-多端行波组合的配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端相结合的配电网单相接地故障行波定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距,并进行信息融合,得出最终定位结果。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

单-多端行波组合的架空线配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端行波相结合的配电网单相接地故障定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

基于Hilbert-Huang变换的电网故障行波定位方法

正确辨识和检测故障行波信号是实现电网故障行波定位的关键.提出了一种新的故障行波信号时频分析方法,采用Hilbert-Huang变换(HHT)对故障行波信号进行检测,通过经验模态分解(EMD)法提取故障行波信号的固有模态函数(IMF),再进行Hillaert变换,得到各自的瞬时频率,由瞬时频率进行行波到达时刻的准确检测.HHT与小波变换比较,不存在变换参数的选取难题,变换结果具有唯一性.仿真结果表明HHT能更准确地提取电网故障行波波头位置,有效提高故障行波定位精度.     

电网行波故障定位装置的最优化配置及其改进算法

通过分析行波在电网中的传输特性,根据传输线路故障后的行波方程和电网络拓扑结构,提出了一种基于多自由度的行波装置最优化配置和定位算法。该算法根据行波在电网中传输的自由度,通过求解最大非奇异子集获得最优化配置结果。通过该算法不仅能得到行波故障定位装置的最优化配置,还能有效避免断路器状态的不可靠信息,如断路器发生误动或者拒动对故障定位的影响。利用经过多自由度优化配置的行波装置,通过多点协调实现故障定位。仿真分析表明,该算法简单、可靠,而且能有效地节省行波定位装置的投资成本。     

基于网络通路的区域电网故障行波定位方法

在双端行波定位方法的基础上,提出了一种基于网络通路的区域电网行波故障定位新算法.该算法在不依赖于断路器状态信息的前提下,根据电网中各变电站记录的所有初始行波到达时间和电网的拓扑结构信息进行融合处理和容错分析,从而在某台录波装置故障、启动失灵或时间记录错误后仍能进行故障定位.理论分析和EMTP仿真结果表明,即使在较少的行波录波装置的情况下,该算法对所有电网具有较强的容错性和较高的定位精度.     

基于脉冲发射原理的配电网故障定位方法的研究

在小波理论的基础上,提出了配电网行波故障定位方案.在故障相的线路首端发射脉冲信号,采集线路首端的行波信号,利用小波消噪原理对采集到的行波信号进行滤波,比较线路正常时的行波信号和线路故障时的行波信号,利用小波变换对信号奇异性的检测原理找出行波信号中的奇异点,得到故障距离.对结构简单的线路,在此基础上分析特征波即可准确定位;对结构复杂的线路,在确定故障距离的基础上,根据电网拓扑划定故障可能的几个分支.然后在线路首端注入电流,通过探测器检验几个分支上是否有电流流过,检测到电流的即为故障点所在的分支.详细分析了该行波定位方案在两次现场试验的应用结果,证明了该方案的可行性.     

基于.NET平台的电网故障行波定位软件开发

开发了一种基于.NET平台的故障行波定位网络软件。该软件采用浏览器/服务器(Browser/Server，B/S)模式的系统架构，与安装在各变电站的故障行波定位装置配套使用，通过通用无线分组业务(general packet radio service，GPRS)网络接收定位装置发送的故障行波波头信息，依据波头到达各变电站的时间差计算故障点位置。现场应用表明该软件运行稳定，为电网故障信息的发布、共享提供了方便。     

基于Kalman滤波算法的电网故障行波检测方法

行波检测是电网故障行波定位与行波保护技术的关键。为提高在含噪环境下行波检测的准确度与可靠性,本文提出了一种基于Kalman滤波算法的电网故障行波信号检测方法。该算法首先对电网电流信号进行分析,选取基波以及各次谐波作为状态变量建立状态空间,在此状态空间中利用Kalman滤波算法,实现对电网故障电流信号的预估及校正;由此得出校正后的电网电流信号幅值,利用幅值的奇异点进行行波检测分析,记录行波的到达时刻。仿真分析表明,Kalman滤波算法在不同的故障条件下均可准确检测出行波信号;在含噪声情况下和微弱信号下,相比于Hilbert-Huang变换和小波变换,Kalman滤波算法能有效提高电网故障行波定位的准确度与可靠性。     

Novel transient-energy-based directionalpilot protection method for HVDC line

In long transmission lines, the charging current caused by the shunt capacitance decreases the accuracy in impedance based fault location. To improve the accuracy of fault location, this paper presents a novel scheme, where two Digital Fault Recorders (DFRs) are installed in a line. They can send the transient data of the faults to the both ends of a line. To estimate the distance of a fault, impedance based fault location methods are applied with transient fault data of both ends protection relays and both DFRs installed in a line. To evaluate the proposed scheme, a laboratory setup has been developed. In the lab, several faults have been simulated and associated voltages and currents are injected to a relay IED to compare experimental results.     

一种新的相间行波距离保护方法

当对端母线上仅有1回进出线时，行波保护确定故障为正方向就可以动作；当对端母线上有2回进出线时，区外故障的行波测距结果大于被保护线路长度，根据测距结果，行波保护可以容易地区分区内、区外故障。当对端母线上有3回及以上进出线时，行波测距结果在某些情况下不反应故障点到保护安装处的距离，不能用测距结果区分区内、区外故障。对于这种情况，文中首先给出了根据行波测距结果和行波波头计算故障过渡电阻的方法，然后对区内、区外故障测得的过渡电阻进行分析，表明区内、区外故障测得的过渡电阻有很大不同，据此提出了一种区分区内、区外两相故障的方法。大量电磁暂态仿真表明，该保护原理正确而且适用于三相故障。     

Fault location in power networks with mixed feeders using the complex space-phasor and Hilbert–Huang transform

The paper introduces a practical approach to power system fault location in power networks using advanced fault signal processing. The three-phase fault voltages are converted to the vector of absolute values of its complex space-phasor. This vector represents fault traveling wave and it is further processed for fault location finding with the Hilbert–Huang transform. The simulation results, including single line to ground faults, faults in mixed feeders and high-impedance arcing faults, confirm the accuracy and practical applicability of the proposed approach.     

基于有限PMU配置的配电网故障定位

提出一种仅需要有限的相量测量单元(PMU)便能实现单故障和多重故障定位的配电网故障定位方法.首先通过叠加原理和等效变换推导故障网络节点电压方程,基于此建立压缩感知模型.然后利用l1正则化最小二乘法求解近似故障电流并进行归一化处理,确定疑似故障区间.通过电压残差公式和故障测距公式依次计算可能故障数目下对应的电压残差和故障...     

一种基于行波测距的输电线路接地故障距离保护方案

对于行波测距式距离保护 ,区分正向与反向故障在理论上已经有较完善的方法 ,但区分正方向区内、区外故障的方法理论上还不完善 ,需要进一步的研究。本文在对现有行波测距方法分析的基础上 ,提出了一种零模测距方法和线模测距方法相结合的输电线路接地故障距离保护方案。考虑到零模波速受频率和线路走廊地理环境影响比较严重 ,本文还分析了接地保护对零模波速误差的要求 ,分析表明保护对零模波速要求比较宽松。大量电磁暂态仿真证明了本保护原理的正确性     

分布式光伏接入情况下配电自动化系统的适应性

为了应对分布式光伏接入配电网的挑战,分析了分布式光伏的短路电流特征和分布式光伏接入对配电网短路电流的影响,指出当分布式光伏接入上游母线时,依据故障电流的传统故障定位策略完全适应。给出了分布式光伏接入馈线情形下的最不利条件,并分析了能够满足传统故障定位策略要求的适应范围。为了满足分布式光伏超出适应范围的故障定位要求,论述了两种应对方法,即重合闸与分布式光伏脱网特性配合法和基于方向元件法。研究结果表明:无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍;在分布式光伏接入容量不超过馈线载流量25%的条件下,电缆馈线基本都能满足传统故障定位规则要求、架空馈线绝大部分能满足传统故障定位规则要求。论述的两种应对方法能够满足分布式光伏超出适应范围的故障定位要求。     

Fault classification and fault signature production for rolling element bearings in electric machines

Most condition monitoring techniques for rolling element bearings are designed to detect the four characteristic fault frequencies. This has lead to the common practice of categorizing bearing faults according to fault location (i.e., inner race, outer race, ball, or cage fault). While the ability to detect the four characteristic fault frequencies is necessary, this approach neglects another important class of faults that arise in many industrial settings. This research introduces the notion of categorizing bearing faults as either single-point defects or generalized roughness. These classes separate bearing faults according to the fault signatures that are produced rather than by the physical location of the fault. Specifically, single-point defects produce the four predictable characteristic fault frequencies while faults categorized as generalized roughness produce unpredictable broadband changes in the machine vibration and stator current. Experimental results are provided from bearings failed in situ via a shaft current. These results illustrate the unpredictable and broadband nature of the effects produced by generalized roughness bearing faults. This issue is significant because a successful bearing condition monitoring scheme must be able to reliably detect both classes of faults.     

考虑配电网分布式零序电流关系的单相接地故障定位

配电网单相接地时故障特征弱,难以用传统的行波测距或阻抗法进行精确定位。基于配电线路的分布参数模型,充分考虑单相接地故障稳定后的分布式量测信号关系,分析零序电流、线路参数与故障位置的内在联系。依据故障点前、后的故障电流信息构造故障定位函数,并利用多测点、多时刻的量测数据,构造故障定位矩阵。将求解故障定位矩阵转化成求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解,使用混沌粒子群算法在故障区段内搜索故障点,实现故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中搭建典型10 kV城市配电网模型并模拟单相接地故障,测距结果表明了方法的有效性和可靠性。     

小波模糊神经网络应用于配电网输电线的故障测距

在小电流接地系统单相接地故障特征分析的基础上，提出了一种基于故障后稳态及暂态电气量的小波模糊神经网络的故障测距方法。单相接地故障时的暂态分量故障特征非常明显，且故障暂态高频分量受故障前负荷的影响较少，故可以采用故障暂态分量描述故障模式特征并进行故障定位，鉴于已有的小波神经网络模型不适合于故障测距，作者从广义的小波神经网络概念出发，结合模糊控制理论，提出了适合于电力系统故障暂态和稳态信号分析的小波模糊神经网络方法，并将该方法应用于小电流接地系统直配输电线路的故障测距。理论分析及大量的EMTP仿真结果表明：本文所提出的小波模糊神经网络理论，模型及算法具有较好的故障测距性能，并可应用于电力系统的故障分析。