高压直流输电线路故障行波传播特性及其对行波保护的影响

高压直流输电线路故障行波传播特性研究多采用无损传输线模型作为研究对象而未考虑行波色散的影响;直流线路行波保护研究通常未考虑线路末端设备的影响。分析了故障行波沿直流线路传播产生色散的原因、特点以及影响因素;分析了直流线路末端设备对故障行波中不同频率分量的影响。在此基础上研究了行波色散及末端设备对行波保护的影响。研究表明：故障行波的色散主要体现在其地模分量上。故障行波波头幅值的变化影响行波保护的电压变化量判据,受前述两因素的共同作用;故障行波波头陡度的变化影响电压变化率判据,受行波色散影响有限,主要由故障行波     

考虑参数依频变化特性的辐射状架空配电线路行波传播研究

为了精确地描述行波在架空配电线路上的传播过程,挖掘所携带的故障信息应用于故障检测,结合配电线路特点,就三相线路不对称、线路频率传输特性、线路长度等对行波传播造成的影响进行了大量的数值计算和仿真分析。研究表明:依然可以使用解耦变换对不对称线路进行近似解耦,解耦后零模行波出现一定的衰减和色散,但是在短线路下,零模行波的衰减主要集中在高频带,在工频电流的影响下,零模行波的分辨率明显高于线模行波。该研究突出了行波传播特性在配电网的表现形式,可为完善配电线路行波故障检测技术提供理论依据。     

基于多模量行波分量相位关系的输电线路单相接地故障定位

为了充分利用模量行波首波头相位信息,克服传统模量行波首波头辨识方法的误差,基于模量行波在输电线路上传播时的畸变特性和色散效应,提出利用双端测量点零模和线模电压行波首波头中同一高频分量相位关系进行单相接地故障定位。所提方法无需双端精确同步,也不依赖于模量行波到达时刻和波速信息。利用PSCAD搭建输电线路模型并进行故障仿真,仿真结果表明了所提方法的有效性与可靠性。     

基于线模行波突变的配电网单相接地故障测距方法

为了消除线路结构多变性和不平衡负载对配电网单相接地故障测距的影响,提出三相同时注入高压脉冲后以线模行波突变为判据的测距新方法。通过分析配电变压器的行波传变特性和行波在故障点的传播方程,在理论上证明首端检测到的第一个线模电压行波波头来源于故障点零模电压入射波的反射,进而得到测距公式。根据色散原理及配电网线路一般较短的情况,将波头首个非零点作为行波到达时刻的判别,并选取波速度为光速。在PSCAD(power systemscomputer aided design)中仿真验证了方法的有效性和准确性。     

同杆并架双回线路行波传播特性的研究

该文用EMTP仿真研究了同杆并架双回线路上故障产生的行波特点及其传播规律：同杆并架双回线路的行波由6个模量构成，各种模量的色散情况相差较大：故障产生行波的色散较单回线路复杂；行波色散是造成故障测距误差大的重要原因：利用行波故障定位时要考虑采用多相行波数据。该文的研究结果对充分利用行波特点来进行行波保护和故障测距有非常重要的参考和实用价值。     

考虑线路参数依频特性的特高压半波长交流输电线路行波传播分析

为分析类似特高压半波长线路的超长线路上行波传播特点,在考虑线路参数依频特性的条件下,对线模行波与零模行波在不同故障距离上所体现出的波速差异进行了理论研究。从理论推导与仿真验证两个方面指出:故障点无法解耦而导致的"模混杂"会造成从故障点反射至线路两端的零模行波包含由线路两端反射至故障点的部分线模行波,渗透进入零模通道的线模行波会使计算得到的零模平均波速趋近于线模平均波速;随着传播距离的增加,零模行波与线模行波的差异逐渐增大,在传播距离达到3 000 km时,零模行波所含高频量极少,波形平缓,利用高频量进行标定的方法容易失效。分别利用小波模极大值与行波幅值10%作为波到时刻判据对零模行波到达时刻进行了标定,指出波到时刻的定义与标定方法有关,且随着传播距离的改变,平均波速也会出现较大变化,不能以单一波速进行测距计算。     

计及模速差异与杂散电容的反向行波辨识

单端法是行波测距研究的热点,但第2个浪涌波头的辨识因非故障线路及故障对端母线的存在变得困难。为此藉助故障行波线模与零模波速的差异提出一种区分故障半程内外的辅助判据。反向行波虽能有效抑制相邻非故障线路行波折射的影响,但仅基于极性比较的方法并不能准确地辨识出第2个电压行波,故考虑电压行波在实际变电站母线杂散电容处的传播特性,即电压行波在杂散电容处的初始反射系数恒为负的结果而利用第2个反向行波相对极性进行波头辨识。理论分析和实际仿真结果表明,这种方法不受线路两端母线类型影响,对单端行波测距法的有效实施有非常现实的意义。     

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。     

分布式输电线路故障定位装置的研制

传统故障定位装置多是安装在变电站内,高频故障行波经过CT后会发生衰减,频带变窄,影响波头的检测.该文提出一种新型的分布式输电线路故障定位装置设计方法,在一条线路上沿线设置若干检测点,利用Rogowski线圈直接检测输电线路中的高频故障行波,根据输电线路接地故障行波中线模和零模分量在线路中传播速度不同,利用到达各检测点的...     

消除零模波速影响的配电网单端行波故障测距算法

配电网线路分支众多,末端往往具有三相不平衡负载,传统的单端行波法需在复杂的折反射波中提取故障点的反射波,不易实现。而基于模量行波速度差和基于线模行波突变这两种故障测距方法的精确度都受制于不稳定的零模波速度。基于此,将两种方法结合,利用零模检测波速度与传播距离成对应关系的特点,获得不受零模波速度影响的故障定位新方法,该方法避免了传统故障测距算法需要多次从复杂的折反射波中提取信息的缺点,能够简洁、快速、准确地对复杂的分支线路进行故障测距。此方法首先检测故障暂态行波的零模和线模分量到达首端的时间差,然后在首端对三相同时注入相同的高压脉冲并检测线模行波首个波头到达检测点的时间,进而利用稳定的线模波速度进行故障距离的测量。最后,利用PSCAD仿真验证了所提方法基本不受故障位置、过渡电阻大小以及故障初相角的影响,各种情况下绝对误差均在100 m之内。     

几种行波测距算法的比较

介绍了4种行波测距算法,并从理论上对这些算法的优缺点进行了分析。反射波法的测距精度较高,但是反射波头难以准确检测,容易识别距;零模波头法的测距精度略低,但实现简单,受干扰较少,结果可靠性高,双端测距建议直接使用第1个线模波头,结果具有很高的精度和可靠性,无需引入零模分量的双端测距算法,EMTP仿真结果表明所述观点正确,可靠。     

输电线路接地故障行波测距新方法

介绍了一种输电线路接地故障行波测距的新方法 ,该方法可以消除线路参数不同以及雷击时冲击电晕对行波波速的影响 ,通过小波变换得到线模及地模分量到达母线的时间 ,列出三个时间与故障距离的方程 ,最后得到与波速无关的故障测距公式。     

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.     

基于模量行波传输时间差的线路接地故障测距与保护

随着输电线路电压等级的不断升高,基于行波原理的故障测距和超高速线路保护已经成为目前研究的热点。通 过对接地故障时零模和线模行波传输规律的分析,得出以下结论：1）零模检测波速度和波头李氏指数之间具有特定对应关系;2）零模和线模行波分量传输时间差与传输距离之间具有单调非线性递增关系;3）阻波器对零模和线模电压行波分量的影响不同,模量传输时间差在区内末端和区外出口故障时具有突变特性。根据以上分析,利用小波变换和BP神经网络技术,导出了基于零模和线模传输时间差的接地故障测距、单端量保护新算法,并利用ATP中考虑频散特性的线路模型进行了仿真,仿真结果证实了上述算法的有效性。     

直供方式牵引网故障行波特征分析

给出了适用于带有回流线直供方式牵引网的行波故障测距模型,分析了接触线对钢轨(大地)、接触线对回流线等不同类型故障产生的电压、电流行波特征以及行波在不同结构牵引线路上的传播规律。分析表明:各种故障均可产生可用于故障测距的行波信号,但锚段、站场分段、不等长回流线等特殊线路结构将延缓行波波头上升速度,增加了故障测距技术难度。仿真和现场实际数据验证了分析结果。     

基于暂态行波法的低压舰船电网选线方法

对电力系统单相接地故障网络及其零序等效网络进行了数值分析,同时运用Matlab对电力系统单相接地故障线路进行了仿真研究。在深入了解舰船电力系统接地故障的基础上,针对舰船电网的特殊环境以及现有接地故障选线技术,对比了陆地接地故障选线的现有技术,将行波法运用于舰船电力系统的单相接地故障选线,并与传统的选线方法相比。结果表明,行波法具有灵敏度高、选线迅速等特点,更有利于舰船电力系统的继电保护。     

基于静态小波变换的 T 型输电线路行波测距方法

针对现有 T 型输电线路行波测距算法易受行波波速影响的不足,提出一种新的 T 型输电线路行波测距方法.采用 Clarke 变换将相电流转换为独立的模电流,对模电流进行静态小波变换(static wavelet transform,SWT)处理,实现各行波浪涌到达各母线端时刻的标定.首先利用首波头到达三端母线的3个初始时刻定义隶属度,给出利用隶属度实现故障支路判别的判据.运用已有的两端测距公式推导三端测距公式,实现 T 型线路故障点测距.研究了 T 节点附近的3种可能性故障情况,提出三次测距方法,使 T 节点附近故障测距问题得到很好的解决.与现有测距方法相比, SWT 具有时间不变性,故障点的测距过程中充分利用 T 型输电线路的三端测量数据,测距公式中不含波速,因此,所提方法具有测距可靠且精度高的特点. ATP/EMTP 仿真验证表明,所提 T 型输电线路行波测距方法简单可行,且不受过渡电阻、故障类型等因素的影响     

应用于含有线-缆混合线路配电网的行波故障测距新方法

故障行波波头的准确辨识是提高配电网行波故障测距精度的关键因素之一,文中提出基于改进希尔伯特-黄变换(HHT)的行波波头标定方法,首先利用自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)方法对故障信号进行分解,再利用希尔伯特变换求取高频固有模态函数分量的瞬时幅值,根据瞬时幅值的突变点确定行波波头的到达时刻。针对配电网的单一线路,利用该方法标定行波波头后,采用D型测距原理实现测距;针对线-缆混合线路,提出了基于接点时差的双端测距原理实现故障测距。对不同故障时间、故障位置、接地电阻等情况的故障进行仿真实验,结果表明,该方法可精确标定行波波头,且具有较高的测距精度。     

基于小波变换的同杆并架双回线双端行波故障测距

利用小波变换的双端行波测距新方法,可有效提取同杆并架双回线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响,同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量仿真测距结果证实论文方法的测距精度基本不受线路长度、故障位置、故障类型、接地电阻大小等的影响,测距精度能在一个挡距内,满足精确故障定位的要求。