一种无需参数整定的混合线路故障行波定位方法

为解决混合线路故障行波定位中行波波速与线路长度参数整定的难题,论文分析了混合线路中故障行波的传输特性,提出了一种无需参数整定的故障行波定位方法。该方法在线路不同位置设置多个模拟故障点,依次试验测试或仿真测试线路上各个模拟故障点产生的故障行波传输到该线路首端与末端的时间差,构建基准行波时差数组;当线路实际发生故障时,由行波采集装置测量行波信号到达线路首端与线路末端的时间差,与基准行波时差数组中各元素比较,判别故障区段;并计算故障点在故障区段线路的相对位置,根据各杆塔或电缆接头的位置确定故障点准确位置。仿真结果表明该方法无需整定线路长度和行波波速,且定位结果不受线路弧垂的影响,具有算法简单、实用性强、定位精度高的优点。     

一种不受波速影响的T型输电线路故障定位方法

为了解决行波波速的不确定性对故障定位影响的问题,针对T型输电线路,提出一种不受波速影响的故障定位方法。该方法主要包含两个部分:故障支路判断矩阵的建立和故障点的精确定位。首先,根据故障初始行波到达时刻建立一种新的故障支路判断矩阵,利用该矩阵的元素特征实现故障支路的判断,同时该矩阵不包含行波波速的任何信息;其次,在双端行波故障定位原理的基础上推导出一种与波速无关的故障点定位方法。理论推导表明,该方法两部分均不受行波波速的影响。仿真结果表明,所提方法能够准确检测到故障初始行波到达测量点的时刻,进而确定故障支路,并精确定位故障点。该方法消除了行波波速对故障定位的影响,同时,定位精度不受故障类型和过渡电阻的影响。     

不受行波波速影响的输电线路故障定位新方法

为了克服行波波速对高压输电线路故障行波定位的影响,提出了一种不受行波波速影响的故障定位新方法.该方法对行波信号进行希尔伯特-黄变换(HHT),得到时频图,通过时频图中的时间和瞬时频率的信息,有效地识别初始行波波头和2种反射行波波头到达故障线路两端检测点的精确时间,计算出故障点位置,该方法不受行波波速影响.大量的ATP/EMTP仿真表明,该方法具有很高的精度,在各种故障情况下都能精确实现故障定位.     

基于动态虚拟故障的行波网络定位新方法

针对行波网络定位方法解网过程繁琐、定位精度易受行波波速影响等问题,提出一种基于动态虚拟故障的行波网络定位新方法。输电线路故障后,在电网中随机假设一虚拟故障点,根据故障初始行波按最短路径传播的特性,计算虚拟故障点产生的故障初始行波到达所有测量点的时间,联立计算全网所有测量点虚拟故障初始行波到达时间与真实故障初始行波到达时间的差异度,利用差异度衡量该虚拟故障点位置的准确性;采用粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)不断修正虚拟故障点位置和行波计算波速,降低虚拟故障初始行波到达时间与实测时间的差异度,使虚拟故障点逐步逼近真实故障点,直至重合,此时虚拟故障位置即真实故障位置。仿真结果表明,该方法无需分析网络结构与解网操作,在一定程度上能够消除行波波速的影响,实现故障精确定位。     

基于串入式行波的输电线路故障定位优化算法

行波在电网中传输时,行波电流通过变电站母线到达相同电压等级非故障线路的行波称为串入行波。利用串入行波定位故障点,可以有效解决故障线路未安装行波监测终端或监测终端失效情况下的定位问题。但串入行波波头受衰减畸变影响较大,定位精度无法保证。提出一种基于串入式行波故障定位的优化算法,只需采集故障点临近线路的行波数据,结合线路参数列写双端测距方程组求其最小二乘解。仿真和实际案例均表明,算法可以不受行波波速影响,相较于串入行波双端测距法有更高的准确性和可靠性。     

基于自相关分析的双端行波杆塔故障定位方法

为克服常规行波测距法的缺点,提出了一种基于自相关分析的输电线路双端行波杆塔定位新方法。先将两端的暂态电流信号用小波分解为不同的频带,再对高频频带进行重构。同一频带内,线路的衰减常数和行波波速可近似为定值。根据初始行波与故障点反射波的相关性,用自相关分析法分别得到两端的初始行波和故障点反射波到达母线侧的时间差,然后用一侧时间差与两侧时间差之和的比值计算故障距离与线路全长之比,最后用杆塔地面距离代替实际线路长度的方法确定故障点位置。该方法无须两端精确对时和已知行波波速,大量仿真结果表明,该方法有效可靠,可准确识别故障点位置。     

基于输电线路行波波速在线测量方法的研究

基于对输电线路发生故障时,用到行波波速作为故障点定位计算参量的情况,考虑到波速对故障测距精度的影响,提出一种在线测量输电线路中行波波速的方法。利用输电线路合闸时产生的操作过电压行波来进行在线测量线路的行波波速。从相模变换、小波变换理论和仿真几个方面对此方法进行分析。仿真结果表明,该方法实现简单,对提高行波故障测距精度有一定的效果。     

配电混合线路双端行波测距方法的研究

故障行波在配电网混合线路中运动过程复杂,从线路一端测量的行波中很难识别出故障点反射波,因此无外加信号源的单端行波测距法不适合配电混合线路故障定位.双端行波测距法由于只需检测故障初始行波到达线路两端的准确时间,不需考虑后续折、反射波,测距结果可靠.但在混合线路中由于行波波速不恒定导致传统的双端测距法不再适用.针对这一问题...     

基于VMD和TEO的高压输电线路雷击故障测距研究

针对传统行波检测中小波模极大值法对于基函数和分解尺度的高要求以及希尔伯特黄变换(HHT)方法中经验模态分解(EMD)存在的模态混叠现象,提出一种基于变分模态分解和Teager能量算子相结合的高压输电线路雷击故障行波检测方法。针对行波波速及线路实际长度的不确定性给测距结果带来的影响,结合故障行波在线路中的传播途径,推导出一种新的双端行波测距算法,该算法的测距结果不受行波波速的影响。将该方法应用到雷击点和故障点定位,解决了雷击点和故障点不一致时的故障定位问题。EMTDC仿真结果验证了该方法的正确性及有效性。     

基于多元变分模态分解与峭度的配电电缆故障定位方法

针对现有配电网电缆故障定位的准确率和可靠性均偏低的问题,提出一种基于多元变分模态分解（multivariate variational mode decomposition,MVMD）与峭度的故障定位方法。鉴于MVMD模态数K及惩罚因子[α]对算法与信号的匹配度有较大影响,改进了MVMD的参数;利用改进的MVMD算法分解故障电流暂态分量,获得多个本征模态函数分量后分别计算其峭度,取峭度最大值所对应的模态为特征模态,并标定行波波头;修正电磁暂态下的行波波速,用双端法行波测距实现故障的精准定位。仿真结果表明：故障点距离电缆中间位置越近,其定位精度越高;当故障点靠近电缆两端,则其定位误差相对较大,但均在0.3%内。该方法不受故障电阻的影响,且定位结果具备高精度与高可靠性。     

基于多端行波时差的配电网故障定位方法

针对现有配电网故障定位方法存在实现复杂、可靠性不高的问题,提出一种基于多端行波时差的配电网故障定位方法.首先,分析故障行波传输特性,提出一种配电网故障状态表达式.根据多端行波时差和双端行波原理计算故障距离理论值.将理论值代入故障状态表达式,搭建故障搜索矩阵和辅助矩阵,通过分析矩阵元素变化特征和数值状态定位故障线路.然后...     

多分支配电网故障定位方法研究与模拟试验

针对配电网拓扑结构复杂、分支众多导致当前行波故障测距成本不断攀升的问题开展研究,改变配电网内分支线路处行波测距装置配置方案,对无测距装置配置的分支提出双端线零模波速差故障测距方法,实现单相故障定位的全覆盖。利用实物电路元件构建配电网模型,在单相故障的模拟实验中使用高速数据采集卡实际提取模量行波波形并计算模量行波波速,进一步贴合生产实际。试验与计算结果表明,本方法测距精度高,稳定性强,使测距成本明显降低,具有实际推广意义。     

基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距

提出了利用小波变换的单端行波测距新方法，可有效提取输电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。大量测距结果证实，采用小波变换技术的单端行波测距法的测距结果在可靠性和测距精度上都有很大提高，在单端行波测距法能够使用的条件下，测距精度能够满足现场对精确故障定位的要求。     

基于优化小波神经网络的输电线路行波故障测距

针对单端行波故障测距方法中故障点反射波与对端母线反射波的识别问题,提出了一种改进粒子群算法优化的小波神经网络的故障测距模型。提取保护安装处检测到的行波波头时间值与反向行波线模分量的李氏指数作为行波特征值,利用小波神经网络拟合行波特征值与输电线路故障距离之间的关系,构建小波神经网络故障测距模型,利用该模型可以直接得到输电线路的故障距离。在标准粒子群算法中引入遗传算法变异因子,利用改进后的粒子群算法作为小波神经网络的训练算法,优化小波神经网络的权值与阈值参数,加快了小波神经网络故障测距模型的收敛速度,并提高了输出结果的精度。仿真结果证明,该方法有效且可行。     

多分支配电网故障选线方法研究

配电网结构复杂,故障电流弱,且存在间隙性电弧,分支多,故障选线困难。为解决传统的选线方法准确率低,无法准确采集到行波信号而导致故障选线失败等问题,提出了基于行波信号的配电网选线方法。该方法以双端行波定位法为基础,对行波检测装置进行优化配置,选择性的在配电网分支末端变压器端安装行波采集装置;将行波装置两两组合,组成多组定位系统,获得初始行波的波头到达时间;准确排除非故障线路,确定故障区间;融合多组系统的故障区间,取其交集,最终实现配电网的精确故障选线。EMTP仿真结果表明,该方法能准确地实现配电网的故障选线。     

基于VMD-Hilbert变换的故障行波定位研究

针对现有行波检测方法中小波变换和希尔伯特黄变换的不足,提出一种基于VMD-Hilbert变换的故障行波检测方法。通过对行波传感器采集到的故障行波信号进行VMD分解,利用Hilbert变换提取模态分量的特征量来标定初始波头的到达时间。针对行波定位精度受波速不确定性影响的问题,基于故障初始行波零模分量和线模分量波头的到达时刻,提出一种与波速无关的双端定位算法。ATP/EMTP仿真结果表明,VMD-Hilbert行波检测方法能有效标定行波波头时间,定位算法无需知道故障发生时刻和故障反射行波波头的到达时刻,进一步提高了故障定位的精度。     

采用区域电网多点测量信息的行波故障定位

利用区域电网多点测量信息进行行波故障测距,能够减少实际的定位装置使用数量,并提高结果可信度。为此,文中提出了一种利用时域行波数据同时进行故障选线和测距的算法。首先,根据模量速度差法初步估算故障距离,然后在不依靠保护动作信息的情况下进行故障选线,同时剔除无效数据。最后,结合单/双端行波法的优点,利用多端数据精确地查找故障位置,提高定位结果的品质。仿真结果表明,该方法需要的定位装置少,适用于各种故障情况且具有较高的测距精度。     

考虑强非线性和波速变化特性的特高压直流输电线路故障测距方法

特高压直流输电系统具有强非线性。采用小波变换方法的传统直流输电线路行波测距原理在实际工程中存在适应性问题。现阶段行波测距技术存在行波到达时刻与行波波速难以有机统一的问题。针对此问题,提出一种考虑强非线性系统和波速变化特性的特高压直流输电直流线路故障测距方法。从测距方法的适应性角度出发,提出非常适合暂态信息处理的改进的希尔伯特-黄算法,利用该算法可准确标定故障初始行波波头。从测距精度角度出发,分析故障行波波速变化特性,发现线路参数的频变特性和行波波头的衰减造成行波波速与故障距离呈非线性关系。据此提出神经网络算法,利用该算法将不必计算行波波速便能实现故障测距。大量仿真结果表明,该测距方法在不同故障距离和不同过渡电阻下的测距精度较高,鲁棒性较好。     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。