基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法

为解决配电网接地故障的定位难题,在分析配电网接地故障行波零模与线模分量传输特性的基础上,提出了一种配电网接地故障定位新方法。该方法采用合适的小波变换标定零线模行波波头,并根据配电网故障行波历史数据拟合零线模时间差与故障距离、零线模时间差与零模波速的对应关系曲线,然后据此关系曲线提出了基于零线模传输时差的故障区段判别方法,最后研究了基于双端行波零模分量的配电网故障精确定位新方法,可在线路接地故障情况下准确判别故障区段并精确计算故障点位置。该方法具有较高的定位准确度,可有效解决配电网接地故障定位难题,仿真分析验证了该方法的有效性和准确性,有望在配电网中得到实际应用。     

基于母线扰动信号的配电网混合线路行波故障测距技术

中压配电网母线处施加扰动信号与故障指示器相配合实现故障区段定位的技术,得到越来越多的广泛应用。母线处扰动信号源能够产生行波信号,这为故障测距提供了可能。文中提出了一种基于母线扰动信号的单端故障行波测距技术。在发生永久性单相接地故障后,将非故障相母线经电阻接地,依据行波传输原理选取某个有效的线模分量,通过测量该线模分量反射行波到达时刻与扰动信号产生时刻的时间差计算故障距离。分析研究了多分支架空线—电缆混合线路的故障测距解决方案,并应用最小二乘估计对多次测距的结果进行有效融合,得到更为准确的测距结果。仿真与现场试验结果证实了测距技术的准确性。     

基于Hilbert-Huang变换的电缆线路单相接地故障定位研究

配电线路发生单相接地故障后,快速、准确地定位出故障点具有十分重要的意义。提出了一种新的故障行波信号时频分析方法,对故障发生后的线模分量和零模分量行波信号进行Hilbert-Huang变换(HHT),得到信号的瞬时频率,由瞬时频率检测出行波波头的到达时刻,通过线模和零模波头之间的时间差计算出故障位置。通过ATP/EMTP对该算法进行仿真,结果证实了算法的有效性。     

基于分布式行波检测的配电网单相接地故障定位方法

为解决复杂树型配电网长期存在的单相接地故障精确定位难题,分析了故障行波模量的传输特性,提出了一种基于两种行波原理组合的故障定位新方法。该方法首先建立多端定位算法查找故障主干线路,缩小故障定位范围;然后提出基于行波模量时差的双端定位算法,利用行波线模分量与零模分量的行波传输时差准确计算故障距离;最后,综合利用多端与双端定位结果确定故障精确位置。经仿真验证,该方法仅需在部分配电线路末端安装行波定位装置即可实现配电网全网线路的精确故障定位,有效节省了装置投资成本,具有数据处理量少、算法实现简单等优点。     

基于模式变换和小波变换的电力电缆故障测距方法

通过将小波变换与模式变换理论相结合,提出了一种电力电缆故障的在线测距方法,该方法采用暂态行波信号,首先将三相信号转换成模式分量,零模分量的小波变换系数用于判别故障的大致位置,然后利用线模分量的小波变换系数来确定行波到达时间.采用模式变换可避免传统行波方法中存在的受故障起始角影响的问题.仿真结果表明,该方法有很高的测距精度,是可行的.     

基于小波和神经网络的配电网故障测距算法

目前,树型配电网单相接地故障测距问题仍未得到较好解决.通过对零模和线模行波传输规律的分析,发现了零模-线模行波的传输时间差和零模波头的Lipschitz指数随传输距离变化的规律.以此为基础,利用小波的时频分析能力和BP神经网络的强非线性拟合能力,提出了基于小波和神经网络的故障测距算法,通过ATP仿真软件进行了仿真验证.仿真结果表明,该算法不受配电网分支线路、故障初相角、过渡电阻等因素影响,具有较高的测距精度.     

基于零模-线模波速差的配电网单端测距新方法

针对传统行波定位法应用在配电网中产生测距误差大、成本高的问题,提出一种结合单端法与双端法优点的波速差定位新方法。对量测端采集的电压行波信号进行相模变换,得到线、零模分量;利用小波变换模极大值在第五尺度下标定故障初始波头;利用基于零模、线模波速差的单端测距法同时进行单独测距,综合两侧的测距信息后判定出具体的故障位置。PSCAD仿真验证表明,与传统单端测距法对比,该文方法不受过渡电阻、故障初始相角及分支点的影响,具有较好的故障测距准确性。     

行波法在10kV铁路自闭/贯通线故障测距中的应用

作者介绍了输电线路行波法测距的原理,概述了铁路自闭/贯通线路的特点及其故障测距的研究现状,研究并分析了行波法在自闭/贯通线测距中应用的特殊性,即自闭/贯通线的线路结构、供电方式及负荷的影响,提出了将零模和线模分量相结合,用零模分量对故障点反射波和对端母线反射波进行识别,用线模分量进行测距的方法.并用PSCAD/EMTDC对其进行了建模及仿真分析.仿真结果表明,所提出的方法是可行的.     

一种单端注入-多端检测的配电网故障分支判定方法

配电网分支繁多,若要完全确定故障所在位置,不仅需要知道故障距离首端的距离,还要对故障的分支进行准确有效的判断。在基于线模行波突变的行波测距方法测得故障距离的基础上,根据零模入射行波在故障点处会同时产生零模和线模折反射波的特点,提出了一种单端注入–多端检测的配电网故障分支判定方法。该方法利用线模行波到达首端的时间计算故障距离,并结合线模行波和零模行波到达主干线末端或二级分支末端的时间差协同判断故障所在分支。应用(power systems computer aided design,PSCAD)对不同分支的故障进行仿真实验,结果表明应用此方法判断故障分支的准确率较高。     

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。     

配电混合线路双端行波故障测距技术

该文提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线、电缆混合线路单相接地及相间短路故障测距,分析了故障初始行波模分量的暂态特征。研究发现,尽管中性点非有效接地系统单相接地故障后线路稳态线电压保持不变,但其故障暂态过程仍产生行波线模分量,这样单相接地及相间短路故障均可利用参数比较稳定的行波线模分量作为测量信号。分析表明行波在配电混合线路传播过程中发生复杂的折、反射,应该利用双端行波测距法测量故障距离。针对架空线和电缆波速度不一致的问题,给出了基于时间中点的故障点搜索算法。分析了电压、电流行波在线路末端的反射规律,为选择合适的行波测量信号提供了理论基础。现场试验表明文中所述方法可行有效。     

利用配电变压器获取行波信号

提出利用配电变压器传变行波，解决行波故障测距中线路末端信号不易获取的问题。分析了故障测距用行波信号对测量互感器的要求。建立了配电变压器行波传变特性分析等值电路，利用实际的变压器参数对其行波传变性能进行了研究，结果表明，配电变压器能够有效传变行波波头，满足行波故障测距要求。在此基础上进一步分析了三相配电变压器的行波传变特征及规律，分析发现，尽管中性点非有效接地系统单相接地故障后线路稳态线电压保持不变，但其故障暂态过程仍产生电压行波线模分量，并且它们可以有效传变到变压器低压侧，且只利用变压器低压侧的2个线电压就可以有效获取各种类型故障初始行波信号。现场试验结果证明了所述方法的正确性。     

10kV配电线路单相接地故障暂态电流行波选线研究

研究了基于暂态电流行波理论在10kV配电线路单相接地故障选线中的应用.介绍了B样条小波变换理论、行波的产生,以及电流行波模量分析.通过B样条函数小波变换提取故障时配电线路各支路出线的初始电流行波模量信号的故障特征,构成新的故障选线选相判据.利用Matlab建立了一个10kV配电系统模型,从动态仿真模型中采集大量针对不同故障模式的测试样本,仿真实验结果表明该方法能够准确、可靠的实现选线.     

配电线路行波故障测距初探

探索综合利用故障初始电流、电压行波线模分量实现配电线路双端故障测距的新方法。根据不同配电线路的结构特点,分别提出了“电流-电压”、“电压-电压”和“电流-电流”3种双端行波测距模式。简要分析了小电流接地故障及相间短路故障的行波特征,阐述了故障行波信号的获取、故障过渡电阻、配电网混合线路、多分支线路以及行波波头的准确标定等影响故障测距的关键技术问题。提出利用线路末端配电变压器传变电压行波,解决配电线路末端行波信号不易获取的问题。最后通过现场试验初步验证了该方法的可行性。     

基于特征暂态零模电流偏态系数的有源配电网单相故障定位方法

含分布式电源的配电网是新型电力系统的重要组成部分,但分布式电源接入导致配电网的故障形态变得复杂,特别是使得中性点经消弧线圈接地的配电网单相故障特征进一步被弱化,配电网单相故障定位变得愈加困难。现有方法存在灵敏度不足或特征量提取与处理困难的问题,通过解析有源配电网单相故障暂态过程中零模电流的分布特点,发现故障点上游和非故障区段的暂态零模电流始终呈振荡衰减且极性相反的特征。进而引入偏态系数刻画暂态零模电流的振荡衰减特征,构造了基于特征暂态零模电流偏态系数的单相故障定位判据,并提出了有源配电网单相故障区段的灵敏定位方法。理论分析和仿真结果表明,该方法在显著降低故障特征量提取及处理难度的基础上,仍能可靠实现有源配电网单相故障区段定位,具有整定计算简单和抗通信干扰能力强等优点,为新一代配电网单相故障快速定位提供理论依据。     

利用暂态电流Hausdorff距离的谐振配电网故障选线方案

针对谐振接地配电网系统高阻单相接地故障时无法可靠准确进行故障选线的问题,提出一种利用暂态高频电流波形差异的故障选线方案。通过分析谐振接地系统单相接地故障时的零序电流特征,发现健全线路与故障线路的暂态电流5、7次分量的波形依旧存在明显差异。利用Hausdorff距离算法比较线路间的暂态电流主要高频分量的波形差异进行故障选线。对各线路的暂态电流分量进行归一化处理,构造了暂态电流分量Hausdorff距离参数的故障选线判据,并设计了故障选线的实现方案。利用Matlab仿真以及试验录波进行计算分析,验证了所提出选线方案的正确性和有效性,尤其是对于配电网高阻单相接地故障具有良好的适用性。     

配电线路暂态行波的分析和接地选线研究

对于中性点非有效接地的配电系统，当某回线路发生单相接地时，系统的接地电流只有很小的电容电流，并且系统时常运行在不平衡状态，导致利用工频量来选择接地线路很困难。该文以行波理论为基础研究了配电线路单相接地后所产生的暂态电流行波的传播规律和特点，以小波变换为工具，刻划了该行波的接地故障特征，并发现：单相接地瞬间所产生的初始暂态电流行波与接地方式无关，从而为接地选线开辟了新思路。论文最后给出了基于初始电流行波和小波的接地选线判据，并以一个仿真例证明了文中理论推导和所提方法的正确性。该方法为小电流接地选线技术的研究提供了新的思路和出发点，可以构成准确、可靠的接地选线新原理，满足不同的现场CT配置情况。     

暂态信号特征分量在配网小电流接地选线中的应用

研究了小电流接地系统发生单相接地故障后的暂态信号及其暂态特性,根据线路分布参数的故障模量模型分析了不同接地方式下零序网络的电气量分布规律。介绍了4种基于暂态信号特征分量的选线方法,对不同工况的单相接地故障进行了仿真,比较了各选线方法的性能。仿真结果表明各选线方法受消弧线圈的影响很小。