现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用--D型原理

输电线路上的实际暂态行波波头总是存在一定的上升时间,这使得故障初始行波浪涌到达线路两端测量点的时刻难以被准确标定,从而导致现有的双端行波故障测距方法存在不可避免的测距误差.在分析D型双端现代行波故障测距原理及其准确性的基础上提出了带补偿量的D型双端行波故障测距算法,该算法利用故障初始行波浪涌波头起始点所对应的绝对时刻与测距装置直接检测到该行波浪涌到达时绝对时刻之间的相对时间差来对测距误差进行补偿.实测故障分析表明,D型现代行波故障测距原理具有很高的可靠性,其绝对测距误差不超过1 km.     

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用—D型原理

输电线路上的实际暂态行波波头总是存在一定的上升时间,这使得故障初始行波浪涌到达线路两端测量点的时刻难以被准确标定,从而导致现有的双端行波故障测距方法存在不可避免的测距误差。在分析D型双端现代行波故障测距原理及其准确性的基础上提出了带补偿量的D型双端行波故障测距算法,该算法利用故障初始行波浪涌波头起始点所对应的绝对时刻与测距装置直接检测到该行波浪涌到达时绝对时刻之间的相对时间差来对测距误差进行补偿。实测故障分析表明,D型现代行波故障测距原理具有很高的可靠性,其绝对测距误差不超过1km。     

基于双端数据和算法融合的输电线路故障测距新方法

针对输电线路故障测距中工频法和行波法在不同情况下的缺点,本文提出了一种基于双端数据和算法融合的输电线路故障测距的新方法。首先根据故障发生的位置将输电线路划分为5个区间,利用双端数据结合双端不同步工频法进行初步测距,确定故障发生的区段,为行波法识别行波波头提供可靠性保证;然后根据工频法确定的故障区段采用不同的测距策略,利用波头到达时间与波速、线路长度之间的关系建立方程组消除波速不准的影响,同时引入比率变量表示测距结果以降低因线路长度变化造成的影响,进而提高了测距的准确性和可靠性。仿真实验表明了算法的有效性。     

基于最小二乘法的线路录波数据同步及故障测距

高压输电线路两侧故障录波装置由于自身子时钟存在误差,导致二者采集到的录波数据在时间上不同步,利用该数据进行故障测距的结果精度较差,无法为排除故障提供便利。为了充分利用故障录波数据,需对两端录波数据进行同步处理。文章阐述了目前工程中采用的差流法、相位法和启动时刻对时法原理及步骤,对其各自的性能进行了对比分析,在此基础上提出了一种基于最小二乘法,利用线路参数实现两端录波数据同步的方法,并将其应用于故障测距。通过PSCAD仿真数据和实际故障录波数据的验证可知利用最小二乘法对故障录波数据进行同步后,故障测距误差降低至1%,大大提升了结果的可靠性和可信性。     

一种基于电容补偿原理的高压输电线路单端测距方法

目前采用的工频量单端测距算法一般基于线路的集中参数模型,该模型由于没有考虑分布电容而导致测距精度不高。针对该问题文中提出一种采用分布电容补偿原理的高压输电线路单端测距方法,在集中参数模型的基础上,引入距离补偿系数来消除由于分布电容产生的误差,并通过动模、RTDS以及实际故障录波数据对算法进行测试,测试结果具有很高的精度,验证了所提方法的有效性。     

基于线路参数估计的高压架空输电线路故障测距新算法

在现有的故障测距算法中,输电线路参数都是作为已知恒量参与运算,其准确性是影响测距精度的一个重要因素.文中提出一种基于线路参数估计的故障测距最小二乘算法,该算法无需已知准确的线路阻抗参数,无需增加硬件装置,利用现场双端故障录波装置提供的数据,在线估计出线路参数,同时计算出故障距离,从原理上克服了现场实际因素造成的线路参数不准确或变化对测距结果精度的影响.理论分析及仿真结果表明,该算法具有很高的测距精度.     

工频量双端测距综述

对于工频量双端测距,影响其精度的因素很多.简要介绍了目前基于双端工频量测距的主要计算方法,分析了算法的基本原理和将其应用于实际系统时的局限性.作者认为:只有在算法中统一考虑两端数据可能不同步、系统参数不能够准确得知、三相线路不换位或者不完全换位以及线路上可能存在补偿装置等情况,并在提取工频量时要能够消除非周期分量及其他各次谐波的影响,才可能使得测距结果达到满意的精度.     

几种工频双端测距算法对测量误差的适应性研究

在准确获得输电线路参数和线路两端电气量的条件下,常用的工频双端测距算法均能够给出精确的定位结果.但实际应用中,电压互感器和电流互感器不可避免地存在测量误差,从而可能导致定位算法的精度降低甚至故障定位失败.在介绍和比较四种常用的双端测距算法原理的基础上,引入电流、电压互感器的测量误差并结合工程实际对该测量误差进行化简,在提出的几种典型的测量误差模式下,仿真比较了测量误差对各种双端测距算法测量精度的影响.仿真结果表明基于参数修正的型线路模型的序电压比算法对各种测量误差模式的适应性更好.     

基于故障录波数据的双端测距算法软件的实现

通常故障录波装置提供的对故障录波数据的分析不能准确测量故障距离,提出了基于故障录波数据的双端测距算法,介绍了开发的基于Java程序的软件功能.经MATLAB仿真,测距结果及分析表明了测距精度高,最终实现准确的测量故障点距离.     

超高压电缆故障测寻实用方法研究

提出了一种利用超高压电缆两端的故障录波数据进行故障测距的新方法,该方法比较充分地考虑了超高压电缆线路分布电容大的特点,利用递推法在算法上模拟实际线路的电压、电流分布,以提高定位精度.该方法不要求双端数据同步,不受线路两端系统阻抗和过渡电阻的影响,不存在伪根判别问题,易于实现.仿真结果显示这种算法具有较高的测距精度和实用价值.     

基于FPGA的多通道行波高速采集录波系统设计

设计了一种基于FPGA的多通道行波高速采集及录波系统,利用FPGA片内双端口RAM及片外大容量DDR构成分布式两级录波缓存,搭配DSP嵌入式处理器,可实现集中式行波测距装置多通道行波信号的高速采集、连续暂态录波、长过程录波功能。该系统所采用的分级缓存机制,解耦了信号采集的"高速率"与数据缓存的"大容量"应用需求,既实现多路行波数据的实时高速采集、连续暂态录波所需的高数据吞吐率,又具备大容量缓存空间用于故障测距算法离线分析与录波数据转储,很好地满足了电力行业输电线路行波测距相关的技术规范要求。     

基于VFC器件在A/D变换时采样波形的畸变与恢复

电力系统故障录波,对分析电网故障、评价保护动作以及故障测距等,均有重要意义。目前,故障录波装置中多采用ＶＦＣ（电压频率变换器）作Ａ／Ｄ器件。若将ＶＦＣ的采样结果直接用于故障录波,则由于故障信号中存在直流衰减分量,导致所录波形产生畸变,不能反映故障信号的真实形态,有违故障录波的本意。为了满意继电保护故障录波的需要,讨论了以ＶＦＣ作Ａ／Ｄ器件引起的波形变问题,并根据畸变产生的原因提出用一周期积分提取衰     

Parallel transmission lines fault location algorithm based on differential component net

This paper presents a novel time-domain fault location algorithm for parallel transmission lines using two terminal currents. Parallel transmission lines with faults can be decoupled into the common component net and differential component net. Since the differential component net is only composed of the parallel lines and its terminal voltages equal zero, the proposed algorithm is based on the fact that the difference between voltage distributions, calculated from two terminal currents, is the smallest at fault point. To be practical, unsynchronized data and the transient transferring ability of the current transformer are taken into consideration. The algorithm needs a very short data window, and any segment of current data can be used to locate faults. The proposed algorithm is verified successfully using the simulation data generated by the frequency-dependent line model of the Alternative Transients Program and the field recording data provided by traveling-wave fault locators. Locating results show the satisfactory accuracy of the algorithm for various fault types, fault distances, and fault resistances.     

基于FDTD-EMTR和地闪记录的闪络故障测距优化方法

针对配电线路中闪络故障存在实测数据故障行波难以标定,雷击位置与实际巡线结果误差较大的情况,提出基于FDTD-EMTR和地闪记录数据相结合的闪络故障测距结果优化方法。通过电磁时间反转法将故障暂态量重新注入回系统,并根据FDTD算法计算得到所有假设故障点的故障电流矩阵,以求解最大能量点对应的位置为参考故障点;计算线路走廊趋势与地闪记录的偏离程度,设置最大接近度参数为修正系数,对电磁时间反转测距结果优化修正。通过真实数据验证了该方法的可行性。     

电力故障录波数据综合处理系统

电力故障录波数据是电力系统故障分析和保护动作判断的重要依据.针对目前故障数据分析和重现中存在的问题,提出了一种电力故障录波数据综合处理系统方案,通过集中远传和格式转换,实现在同一平台中接收不同型号录波器的各类故障数据,进行统一的管理和分析,并对数据处理、继电保护动作判断和双端测距等分析功能进行了原理上的改进.利用硬件和软件2种方式实现故障波形再现,既保留了两者的各自优势,又能互相补充验证.该系统已投入实际应用,证明了其可行性和有效性.     

输电线路加权数据融合故障测距算法研究

高压输电线路故障测距具有多种不同的方法,如基于稳态量的单、双端测距和基于行波信号的单、双端测距等。由于电力系统存在许多不确定性因素及干扰,单一测距方法都有其固有的局限性。将多传感器数据融合技术引入电力系统故障测距,充分利用多测距源提供的冗余信息,提出自适应加权数据融合测距算法。该算法利用先验知识或仿真数据获取各单一测距算法在不同工况下的加权系数,然后对单一算法的测距结果进行加权融合,最终获得可靠精确的测距结果。应用PSCAD/EMTDC建立500 kV输电系统模型,通过模拟不同故障情况对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,融合测距算法基本不受过渡电阻、故障位置、故障类型、分布电容等因素的影响,具有良好的可靠性、精确性和鲁棒性。     

基于多端信息的风电场集电线路单相接地故障定位算法

风电场集电线路大多包含多个分支,且一般只在线路首端设置测量装置,若故障后基于该装置进行单端故障定位,则只能在不同分支上得到多个疑似故障点,无法确定实际故障位置。当前基于多端量的算法虽然能够准确定位故障,但需要增设的测量装置过多,成本过高。文中针对最常见的单相接地故障,分析了集电线路拓扑,指出当故障位于不同分支时,单端测量装置可能采集到相同的数据,因而仅依靠单端电气量无法确定故障分支,有必要增设测量装置以实现故障分支定位。为降低定位成本,在不同结构的线路上确定故障分支所需要增设的测量装置最小数量及位置。随后,结合新增测量信息与现有单端法,提出一种根据多端故障录波信息定位故障分支并实现故障测距的算法。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了文中方法的有效性和实用性。该算法改进自单端阻抗法,解决了故障分支定位问题,且在当前配置基础上增加少量测量装置即可实现,成本较低,具有较好的工程应用前景。     

基于同步相量的电力故障录波监测系统

介绍了DPR-2E型电力故障录波监测系统。DPR-2E系统的装置硬件采用Motorola PowerPC和ADI BlackFinDSP组成双CPU系统,软件采用Linux嵌入式实时操作系统,全面提高系统的可靠性和抗干扰能力;该系统基于同步相量测量平台,利用同步时钟信号可为电力系统实时动态监测系统提供大量原始数据;高稳定度的恒温晶振和高精度守时技术全天候保证秒脉冲信号的准确性,为大范围故障分析提供同步保证;改进的prony算法可准确迅速判定电力系统低频振荡;高精度测距技术能够很好地适应线路参数变化带来的测距误差。DPR-2E系统集故障录波、测距、同步相量、实时监测和连续记录为一体,为超长时间、大范围和发展性的事故分析提供了可靠的数据来源。     

利用电流行波的输电线路故障测距技术及应用

输电线路发生故障后,故障点将产生向变电站母线运动的行波,采集、记录、在母线处测量到的故障电流行波波形、使用合适的算法,可实现输电线路精确故障测距,基于上述原理而研制的输电线路故障测距装置ＸＣ－１１,已在德州电网投入试运行,运行结果表明此装置具有很高的测距精度。     

封闭母线绝缘子故障导致定子接地保护动作事故分析

为了确定故障类型和故障地点,对故障录波装置采集的波形及数据进行了分析,根据分析结果进行检查,检查结果与分析结果一致。将故障录波装置波形及数据与RCS-985GW装置自身的报告和波形进行对比,讨论了保护中存在的问题并提出了相应的建议。