选择性井下高压电网行波距离保护研究

煤矿高压电网发生短路故障常导致无选择性越级跳闸,这是井下供电长期存在的安全隐患和技术难题。文章利用小波变换模极大值与行波奇异点的对应关系,准确提取各次行波到达保护安装处的时刻,然后通过实时计算电缆中特定频率下的行波波速,对故障点进行精确定位;利用保护动作时间随故障距离增大而增大的关系,以微机的逻辑判断构建了快速、具有选择性且不受保护间联锁影响的纵向保护系统。     

煤矿井下电网行波故障测距

针对单端行波故障测距算法由于行波波速的不确定性而导致故障测距结果不精确的问题,文章提出了一种新型的单端行波故障测距算法,该算法基于小波变换,利用故障点二次反射波、对端母线反射波、初始行波之间的测距关系,消除了行波波速的影响。仿真结果表明,该算法具有一定的有效性和可行性。     

数学形态学滤波器在行波保护中的应用仿真研究

本文介绍了国内外高压直流输电技术的发展现状及发展动向.针对现有高压直流主保护--行波保护如何准确、快速提取故障暂态量的问题,利用数学形态学的优点设计基于数学形态学的数字滤波器,提出了一种新的多尺度数学形态学滤波器,仿真结果表明其性能卓越,能够很好的滤除直流线路上行波信号中的主要干扰噪声,能够满足行波保护对干扰信号和故障信号的准确区分要求,为故障的准确判断和精确定位奠定基础.     

基于鉴相鉴幅方式的选择性漏电保护电路设计

提出了一种基于鉴相鉴幅方式的用于煤矿井下综采设备电控装置的选择性漏电保护电路的设计方案。该选择性漏电保护电路主要利用故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相位相反、故障线路的零序电流相位滞后零序电压相位的原理,通过比较零序电流与零序电压的相位及二者幅值与设定幅值的关系,实现了对煤矿井下综采设备电控装置的选择性漏电保护功能。实践表明,该电路适应能力强,应用灵活方便,安全可靠。     

基于行波检测的电缆线路故障点定位的研究

文章提出了一种采用电压行波测距确定电缆不同故障点位置的方法,介绍了行波极性的确定、行波测距定位的原理。该行波测距法主要是利用电压行波和小波变换模极大值的关系,判断波头极性和捕捉初始行波与故障点反射波波头到达时刻,确定行波运行时间,完成故障测距,确定故障点的位置。仿真实验验证了该方法的可行性。     

行波测距中故障性质自动识别算法的研究

利用行波法进行供电线路故障测距时,行波在故障点的反射受到故障点接触电阻的影响,反射行波的极性会发生变化。当故障点接触电阻小于行波波阻抗时,反射行波与入射行波极性相反;当接触电阻大于行波波阻抗时,反射行波与入射行波极性相同。本文基于这一原理,设计供电线路故障性质自动识别算法,可准确判断开路和短路故障类型[1-5]。     

电力系统行波时滞效应及其对高频保护的影响仿真研究

在电力系统行波对高频保护的影响的相关理论的基础上,通过matlab软件的Simulink模块,对其进行仿真研究。仿真结果表明,在电力系统发生故障后,故障电气量以行波的方式在输电线路上传输的过程中产生了时延。因此,在高频保护设计中,应该将此考虑进去。     

高压直流输电系统故障检测的反向电压行波方法

高压直流输电技术(HVDC)的广泛应用,使得其故障检测越来越重要。为了快速区分高压直流输电系统的故障类型,对系统中可能出现的各种故障进行了分析,例如逆变侧单相接地短路故障、两相短路故障、三相短路故障和直流输电线路故障。在否定典型行波检测方法之后,提出小波分析方法中的检测反向电压行波的方案,即采用Db3小波对高压直流输电系统不同类型故障的行波信号进行小波分析,通过使用MATLAB小波工具箱对故障点的反向电压行波进行5层分解,提出利用反向电压行波5层小波系数最大绝对值来区分直流故障和交流故障的方法。MATLAB仿真结果表明,直流故障的反向电压行波小波系数不被接地电阻值的大小所影响。该方法能够很好地完成高压直流输电的故障检测,并为以后的研究提供参考。     

基于智能算法的电力输电线路分布式感知关键技术

针对电力输电线路故障分布式感知精度问题,提出一种基于行波时差关系与BAS-CPSO的故障定位算法。首先引入天牛须算法对混沌粒子群算法进行改进,以提高混沌粒子群算法的寻优性能;然后根据输电线路故障的行波时差关系,利用BAS-CPSO算法对故障进行准确定位。测试结果表明,引入天牛须算法改进的混沌粒子群算法,相较于SPSO、CPSO、BASPSO等主流搜索算法具有更好的搜索性能,在测试函数中表现出较高的收敛精度与搜索速度,寻优效果更好。在对电网输电系统的仿真实验中,所提基于行波时差关系与BAS-CPSO的定位算法对所有线路的故障定位绝对误差都在100 m以内,远远小于300 m的实际输电线路故障定位精度要求;在同一仿真条件下,所提定位算法的定位误差相较于双端定位法、传统网络定位法降低了81.66%和45.92%,定位精度较高,值得进一步研究推广。     

结合FTU实现配电网故障诊断的行波定位方法

针对电力配电网系统的故障情况,提出了FTU采集单元与行波定位法相结合的配电网接地故障定位诊断方法。通过FTU采集单元对配电网线路中的故障信号进行采集,实时获取配电网系统中的不同监测节点的暂态电压和暂态电流数据,并通过A/D转换单元将采集到的原始故障波电压、电流模拟信号转换成数字信号,计算机处理系统利用行波定位方法对接收到的数字信号进行分析计算,利用EMD算法分析出信号中的模态混叠现象和端点效应,采用VMD算法对获取的故障信号分解,通过该方法大大减少配电网故障信号中的伪分量,有效地去除信号噪音,再利用行波定位公式计算配电网故障位置,得出故障信息。实验数据表示,设计的配电网故障诊断方法误差较小。     

配电网集中式馈线故障自动化定位方法研究

配电网线路众多且纷杂,加上恶劣的环境,查找故障的难度大,需要耗费大量的人力和物力。为此,研究了一种配电网集中式馈线故障自动化定位方法。利用录波器采集行波信号并利用小波变换方法对信号进行去噪处理。利用VMD方法分解行波信号,确定分解后每个模态分量的边际谱,提取每个模态分量的特征,包括频谱均值、方差、带宽、最高幅值对应的频率,组成特征量集合。输入特征,利用多分类SVM模型定位故障类型并通过行波法确定故障位置,完成配电网集中式馈线故障自动化定位。结果表明,所研究方法的定位误差达到相对最小值,定位结果更准确。     

基于EEMD的电缆故障测距方法仿真研究

正确辨识和检测故障行波信号是实现电缆故障行波定位的关键.为了解决传统EMD方法频带混叠问题,提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)的电缆双端行波测距方法,通过EEMD提取双端故障行波线模分量的固有模态函数,利用基于瞬时频率突变和模极大值的奇异性检测原理进行行波波头的准确标定,实现故障点定位.利用PSCAD/EMTDC(电力系统CAD/电力系统仿真分析软件)软件搭建基于频变特性电缆线路的10 kV配网模型.大量的仿真结果验证了该方法可行,测距精度高.     

基于FPGA的铁路电力行波故障定位装置设计

针对铁路运输系统中输电线路故障测距和定位效果不佳的问题，提出基于FPGA的铁路电力行波故障定位系统装置。首先，基于暂态行波方法进行故障性质判断，并采用行波信号采集装置进行信号采集；然后利用模极大值算法进行故障特征提取，并通过模量波速时差分段法求出故障距离，从而实现电力行波故障准确定位。仿真结果表明，在铁路线路长度为60 km的状况下，本方法的绝对误差和相对误差分别控制在100 m和0.12%范围内，适应性极强；故障初相角仿真模拟中，故障初相角测距中的绝对误差始终低于80 m,测距误差较小。在不同故障类型测试中，提出故障测距方法的距离误差控制在100 m范围内，测距精度较高。最后在不同故障类型、故障距离和时间差的条件下，本装置的故障距离绝对误差均稳定在200 m范围内。由此可知，设计的故障测距定位装置具备操作性和稳定性，核心故障测距算法提高了电力行波故障定位精度，满足系统设计需求。     

基于零序电流特征量的选择性漏电保护选线方法

针对现有选择性漏电保护装置灵敏度低、可靠性差的问题,提出了一种基于零序电流特征量的选择性漏电保护选线方法;分析了供电系统漏电故障时各支路零序电流的逻辑关系,介绍了基于零序电流特征量的选择性漏电保护选线方法的原理及实现。该方法根据各支路零序电流互感器二次侧零序电流的逻辑关系及数值关系建立特征量,并以该特征量作为选线判据。Matlab仿真结果表明,该方法能够有效地选出故障线路。     

行波故障测距装置现场校验技术研究

为解决行波故障测距装置的现场检测问题,本文讨论了行波测距装置的测距原理,分析了行波测距装置内双端测距的测距方法,研究了故障行波信号特性及电流互感器及二次电缆等二次传变回路对故障行波传递的影响,探究了一套针对行波测距装置的现场校验平台和方法。检测平台主要包括基于高频线性电流放大器为基础的故障行波再现装置、电磁暂态仿真软件以及GPS卫星同步装置。高频线性电流放大器作为故障行波再现装置,至少能同时输出多路高频电流且配备GPS卫星同步系统,以及考虑了二次传变回路的基于电磁暂态仿真软件的故障模拟仿真系统。检测结果验证了现场校验方法和平台的可行性和正确性。行波测距装置现场校验能够有效发现行波测距装置的技术缺陷、检测行波测距装置测距精度及可靠性。     

中低压地下电缆线路的行波特性研究

行波故障测距是目前故障测距的主要方法,主要在架空线路中应用,电缆中的在线行波测距应用较少,分析行波在电缆中的衰减和波速等特性是研制测距装置的关键。行波在电缆中的特性与在架空线路中的特性不同,针对中低压电缆线路的特点,对电缆进行建模,通过电缆阻抗矩阵和导纳矩阵对比得到行波在电缆线路中的特征。最后利用小波包分析了地下电力电缆中行波的频率特性,并计算每个频带的能量,得出能量集中的频带。为装置的测距算法提供了理论基础。     

基于相位比较与固有频率的混合线路故障测距

多测点相位比较法原理简单易实现，但无法进行故障距离的计算；固有频率法不受波头检测和同步时钟的限制，但测距精度会随故障距离的增大而降低。考虑二者的特点，提出基于相位比较与固有频率的混合线路故障测距方法。首先应用相位比较法确定故障区间；利用锁定故障区间的相邻两测点频域信息，提取行波固有频率主成分；最后应用频域信息完成故障测距。仿真表明，该方法可以准确的判定出故障区间，具有较高的测距精度和较强的适应性。     

基于TT变换的T型输电线路行波测距

提出了一种故障分支判别的新判据和故障测距的新方法。故障分支判别充分利用双端行波定位原理和三端行波量测数据,考虑了测距误差因素对分支误判情况的影响,确保分支判别的有效性;故障点的测距通过对三端故障电压行波进行TT变换,然后提取信号TT变换模矩阵的对角线元素序列,利用TT变换对角线元素的频谱特性,精确标定行波波头到达量测点的时刻。MATLAB仿真结果表明,该方法正确可行,具有较高的测距精度,且在较大的环境干扰下可以实现T型线路的分支判别和故障测距。     

复杂配电网故障行波矩阵网络定位研究与应用

为确保多分支线路复杂配电网故障时,能精确的实现故障定位,提出一种基于架空-电缆混合多分支线路复杂配电网故障行波矩阵网络定位新方法,利用故障时差数组比较法进行混合线路故障网络区间定位,运用线路标准波速、线路长度调整数组法,实现区内故障精确定位。此方法解决多分支混合线路的复杂配电网网络定位难题,仿真分析表明,该方法有效减小混合线路复杂配电故障行波网络定位误差。工程现场应用表明该方法提高了故障定位精度,建议推广应用。     

故障录波、行波测距及故障信息子站三合一设计方案

故障录波器在电力系统故障分析和保护动作判断发挥了重要作用,行波测距为故障定位提供了重要依据,故障信息处理系统则是远方调度人员监控电网运行情况的重要途径。从研究的角度提供了一种将三者有机结合的方案,这样不仅实现了数据共享、节约成本,方便了电力系统的故障分析。