超高压线路暂态保护中雷电干扰与短路故障的识别

未导致故障的雷击可能会造成超高压线路暂态保护的误动,对这种雷电干扰的识别是暂态保护实用化必须要解决的一个棘手问题。全面分析了输电线路中雷电干扰和故障情形的模量行波大小与行波波形,发现如下特征：感应雷作用下三相线路中的线模量远小于地模量;重型直击雷的波头部分和截波处都突变剧烈;轻型直击雷的波尾时间显著小于短路行波的持续时间。基于此,提出了轻型直击雷、感应雷与重型直击雷、普通短路故障的识别原理,以及利用小波变换的雷电干扰实用识别算法,大量EMTP仿真表明该识别原理可行、算法可靠,有望解决暂态保护在雷电干扰时的误动问题。     

输电线路的雷电识别研究

针对雷电干扰问题,提出了一种输电线路的雷电识别新算法。该方法依据轻型雷击、重型雷击及短路故障的不同暂态波形特征,构造复合识别判据。其一,利用电流行波首波面积比值特征量构成识别短路故障与雷击的判据;其二,运用电流行波在较短时间内的积分值特征量识别故障与轻型雷击。MATLAB仿真结果表明,所提算法能可靠区分轻型雷击、重型雷击和短路故障,是正确且有效的。     

基于故障选相及时域、频域分析的输电线路直击雷识别方法及其应用

为了快速地对雷击输电线路类型进行识别,以直击雷产生的三相暂态电流行波为研究对象,基于EMTP仿真软件,建立了装有导线暂态电流监测设备的输电线路仿真模型。根据平行导线之间的耦合原理,通过判断雷击故障相数将直击雷初步分为3类。并通过提取各个子分类中的直击雷波形的时域与频域特征构建识别判据,最终实现输电线路直击雷的识别。仿真测试结果表明,对直击雷进行初步分类可有效区分雷击塔顶所造成的多相闪络情况,降低识别的难度。这种直击雷识别算法在不同雷电源参数、不同故障距离下均能对直击雷进行有效识别。     

深度学习在输电线路短路故障辨识的应用研究

随着分布式故障测距技术的快速发展,输电线路故障行波数据量呈现指数性增长,传统的短路故障辨识研究方法效率低下。为此,以典型的雷击故障（绕击和反击）和非雷击故障图像库为基础,提出一种基于深度学习的短路故障辨识方法,对行波数据的时域信息进行特征识别,以波头和波尾为输入量,构建输电线路短路故障辨识模型。该方法为电力公司输电线路运维提供了理论依据。     

应用数学形态学方法分析识别特高压线路雷击干扰

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的特高压输电线路保护误动作。为了解决该问题,运用数学形态学对雷击和短路时的电流暂态分量进行了能量谱分析,利用故障暂态电流的相对低频分量与相对高频分量的能量比可识别短路故障和绝大部分重型雷击,但无法区分弱雷击故障与轻型雷击。针对轻型雷击时电流行波波形随时间正负交变,其幅值不断衰减,而弱雷击故障时故障电流行波波形总体变化趋势是单调的特点,提出了用直线对雷击后的行波进行拟合,采用波形相似系数进一步区别轻型雷击与弱雷击故障的新方法,该方法判断准确、计算简单,并通过大量的EMTP仿真验证了所提方法的有效性。     

基于改进递归小波变换识别故障与雷击

提出了一种利用改进递归小波变换识别输电线路故障和雷电干扰的新方法.该方法首先通过改进递归小波变换提取本线路以及相邻线路直击雷、短路故障等暂态分量,在比较他们不同特征的基础上,提出了一种利用透射和反射系数衰减规律,以及模极大值的不同构成的雷击判据.利用此判据可以区分出本线路重型雷击和轻型雷击.ATP仿真结果表明,雷击判据不仅可以对本线路雷击是否造成线路故障做出正确判断,同时,还可以解决雷击相邻线路时本线路保护误动的问题.     

基于行波电流暂态特性的输电线路故障原因辨识

为了降低线路跳闸率有必要进行输电线路故障原因辨识。通过对输电线路雷击和非雷击故障行波电流的电磁暂态特征进行研究,提出利用波尾时间差异作为判断条件来进行雷击和非雷击故障辨识的方法;同时,针对故障行波的衰减和畸变,提出以分布式监测技术监测暂态行波电流,以实现输电线路故障原因的准确辨识。     

输电线路雷击故障行波暂态特性分析与辨识方法

针对输电线路故障类型辨识难题,本文提出输电线路雷击故障行波暂态特性分析和辨识方法,深度剖析雷击故障行波暂态特性.仿真分析和工程现场应用表明,该方法能有效地辨别雷击故障和非雷击故障,以及反击雷和绕击雷等故障类型。     

基于小波多尺度分析的输电线路直击雷暂态识别

研究和识别输电线路直击雷的暂态特征对研制基于暂态量的保护及提高其可靠性都具有十分重要的意义。该文首先从保护的角度对输电线路各类直击雷的特点进行深入的研究分析；通过小波变换对输电线路直击雷、短路故障等暂态信号的多分辨率分析，发现其暂态电流附加分量的能量分布特点反映了对应暂态过程的内在特征，可用以构成判据实现输电线路非故障性雷击暂态的准确、可靠识别，从而大大提高保护的抗雷电干扰能力。大量EMTP仿真计算验证了所提方法是正确、有效的。     

输电线路雷击故障的综合识别研究

输电线路发生非故障雷击时可能导致行波测距装置误动,为提高测距装置动作的可靠性,提出一种雷击故障的综合识别方法。首先搭建220 kV输电线路仿真模型;然后分析非故障雷击、雷击故障和短路时的暂态电流在时域上的波形特征和频域上的能量分布规律,分别构造了非故障雷击识别判据和故障类型识别判据;最后,通过仿真验证了该方法的正确性和可靠性。     

超高速保护中雷电干扰识别的暂态法研究

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的超高速输电线路保护误动作。经对雷击和短路故障时的电流故障分量进行信号能量分布和波形的分析发现：普通短路故障与雷击引起强故障时的暂态能量主要集中在低频带；雷电干扰与雷击引起弱故障时的暂态能量主要以高频为主；相对于雷电干扰和普通短路故障,雷击引起弱故障时的行波截波特征非常明显。据此,提出了基于小波变换的雷电干扰识别的暂态方法。EMTP仿真显示该识别方法是可行的。     

输电线路故障辨识电磁暂态仿真研究

目前国内利用直接监测技术实现输电线路不同故障原因辨识的研究尚处于起步阶段。为研究输电线路故障辨识方法,突破输电线路跳闸故障智能诊断关键技术,并为相关产品开发奠定基础,笔者建立典型输电线路仿真模型,采用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,对输电线路雷电绕击、反击和非雷击故障的暂态行波电流进行仿真。通过仿真结果对比和理论分析,提出输电线路雷击与非雷击、绕击与反击故障的判据,即利用波尾时间长短、有无反极性脉冲等暂态行波电流特征差异进行故障辨识的方法。笔者提出的辨识方法可作为输电线路跳闸故障智能诊断的理论基础,在此基础上可实现智能诊断监测终端开发,建立输电线路跳闸故障智能诊断专家系统。     

输电线路雷击与故障的积分识别方法

针对雷击输电线路产生的暂态信号对行波保护的干扰,提出了一种雷击干扰与短路故障的积分识别方法。在详细分析雷击线路未造成故障、雷击造成故障和短路故障的暂态波形特征的基础上,构建综合识别判据。利用线路扰动后较短的时间内非故障雷击的波形对称性和故障时的波形单调性,分别对时间轴上方和下方的暂态电流波形进行积分运算。其一,根据二者的相对比值大小构成识别故障与非故障性雷击的主判据;其二,利用两个积分值的差构建辅助判据,以提高故障性雷击和非故障性雷击识别的可靠性。EMTDC仿真结果验证了所提积分识别判据的有效性和正确性。     

雷击对行波故障测距的影响及识别

雷击是影响行波测距装置精度的主要因素之一,雷击故障的识别是解决输电线路雷击干扰的基础。通过对雷击故障和短路故障电流行波的暂态特性分析可知,雷击故障电流具有以下特点:雷击故障电流具有更大的陡度;非故障相的电流行波也具有更大的暂态能量。据此,提出利用小波变换提取故障电流陡度和利用相电流行波暂态能量进行雷击故障识别的新方法,以及相应的识别判据。EMTDC仿真及实例验证证明了文中所述雷击识别方法的正确性。     

±800 kV特高压直流输电线路雷击暂态识别

特高压直流输电线路受到雷击未故障时,极线上电压行波围绕直流分量上下交替变化,与轴线电压相关度趋近于1。此特征可作为识别雷击干扰的判据。雷击故障时,雷电波中有大量高频分量,绝缘闪络后,迅速衰减;接地故障时,短路电压行波由附加电源产生,高频分量少。雷击故障最终呈现接地故障特征,经小波变换后,中低频分量与接地故障相近,故雷击故障高频能量与中低频能量比值较接地故障时大。据此特征可用来识别雷击故障和接地短路故障。利用云广±800 kV直流输电模型,采用5 ms时窗,进行了大量的EMTP暂态仿真,验证了该方法的有效性。     

基于前行波波形特征的柔性直流输电线路单端行波保护

柔性直流输电具有更好的新能源消纳能力，对于解决大规模新能源的消纳问题具有重要意义。而现有保护原理在雷击干扰下会发生误动，相应雷击干扰识别判据硬件要求高或理论性不强。针对该问题，提出了一种基于前行波波形特征的单端量保护原理。与区内短路故障相比，区外短路和雷击干扰行波时域特征体现为波头变缓以及波尾下降，利用通式参数分别对上述波形特征进行描述，并据此分析故障前行波的波形特征，最后提取能表征波头陡度和波尾下降的前行波波形特征实现区内故障的有效识别。仿真验证结果表明该保护方法能有快速有效的完成故障识别，且具有较强的耐受过渡电阻能力和抗雷击、噪声干扰能力。     

一种雷电波侵入变电站的扰动识别方法

雷击输电线路既可能导致保护误动作,又可能侵入变电站,引起系统过电压,为此提出了一种基于信号S变换的雷电侵入波对电网的扰动监测及其识别方法。基于变电站母线电压实时监测信号,利用S变换技术提取电压暂态信号在时域和频域内的波形特征,根据信号的主要谐波次数及其幅值大小和基波电压跌落差异,构建了普通短路故障、故障性雷击与非故障性雷击和其他扰动信号的识别判据。PSCAD仿真结果表明,该方法不受故障类型、故障接地电阻、故障初始时刻、雷击相别及雷电流大小的影响,识别灵敏度较高。     

±800 kV直流输电线路雷击电磁暂态分析与故障识别

雷击±800 kV直流输电线路时,在未造成故障的情况下,其电压行波围绕原直流量上下交替变化,电压行波在多次折反射后,由于色散最终将衰减为零。因双极直流线路间存在电磁耦合,雷击线路时的电压行波在雷击后起始的一段时间内变化一致;在雷击造成故障或线路非雷击短路的情况下,相当于故障点突然叠加故障激励源,其电压行波被突然截断,此后的变化过程类似于直流激励合闸电路的动态过程。在雷击线路故障后起始的一段时间内,故障极电压迅速衰减,而健全极电压则上升。据此构成故障选极判据。在雷击造成故障或线路短路情况下,初始电压行波对应的小波变换模极大值的特征为极性相反、数值相等。据此特征构造故障行波的识别方法。2个判据相结合以期提高可靠性。该方法的物理概念清晰,大量的EMTP暂态仿真表明,方法可靠且有效。     

故障方向行波的波形特征研究

阐述了暂态信号包含的故障方向信息,深入研究了故障方向行波 (前行波和反行波)的波形特征,分析了影响前行波、反行波时域波形的关键因素,为利用前行波、反行波的时域波形特征构建超高速暂态量方向元件提供了理论依据.     

融合行波时频信息的HVDC线路雷击点与短路故障点不一致时的定位方法

雷电流在输电线路传播时,可能导致线路的绝缘薄弱环节被击穿,发生短路故障,此时现有时域行波测距算法只能获取雷击点位置而无法获取精确的故障距离。因此,针对高压直流输电线路雷击点与短路故障点不一致的情况,提出一种综合利用输电线路两端电流行波的时域信息和频域信息的故障定位方法。该方法首先根据线路两端故障电流行波的时域信息判断雷击点位置,然后利用雷击点与短路故障点存在的位置关系判断输电线路短路故障点位置区段,最后根据线路双端或单端的故障电流行波固有频率计算短路故障点距离。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法在高压直流输电线路雷击点与短路故障点不一致情况下对短路故障点定位精度高,且不受雷击点与短路故障点位置、过渡电阻及噪声干扰的影响,具有良好的适用性和实用价值。