基于小渡分析的超高压输电线路故障定位的研究

将小波变换对信号奇异性的检测功能和滤波特性应用到超高压输电线路的测距和选相中，将行波模分量和初始电流的工频段分量结合起来构造新的选相判据；利用线模、零模小波速换的模极大值与突变点的对应关系，确定故障初始行波到达线路两端的时刻来计算故障点的距离。大量EMTP的仿真结果表明：该方法具有选相准确、完全能消除接地电阻影响、定位精度高的特点，且基本不受故障类型、故障电压相角大小、故障位置的影响。     

基于S变换能量相对熵的高压输电线路极性比较式纵联保护

传统行波极性比较式纵联保护可靠性受小故障初始角等因素影响较大。为提高行波纵联保护的可靠性,在分析线路两端电压和电流极性关系的基础上,提出一种新的极性比较式纵联保护算法。该保护算法利用故障后一段时间内故障电压和故障电流的S变换能量相对熵表征极性关系,进而根据线路两端S变换能量相对熵的比值来识别区内外故障。区内故障时,线路两端电压和电流的能量相对熵相差不大,其比值较小;区外故障时,线路两侧电压和电流能量相对熵差异明显,比值较大。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该保护方案能够快速可靠地确定区内外故障,其性能不受故障初始角、过渡电阻、故障位置、故障类型和母线接线方式的影响。     

一种基于小波变换的超高压线路故障选相方法

为了在超压线路发生故障时能够实现快速选相,基于故障行波的特点和小波变换的奇异性检测原理,提出了一种故障选相方法。由各种故障类型的边界条件,经过相模变换公式推导出故障点电流各模分量小波变换的模极大值满足的基本关系,得到选相简化判据并进行了改进。仿真表明,该选相方法对任何故障相角、过渡电阻、故障位置处发生的各种类型故障都能准确识别。     

基于零序电压调控的故障选线选相新方法

为解决配网高阻接地故障选线与选相准确率较低的问题,提出了一种基于零序电压调控的接地故障选线与选相新方法。通过分析零序电压调控前后各馈线零序电流的相角特征,根据健全线路与故障线路零序电流前后相角差值的绝对值存在明显区别选取故障线路。在完成故障馈线辨识的基础上,利用零序电压调控前后故障线路的零序电流完成故障选相函数的相角值计算,故障选相函数值较小者所对应的相别即为故障相。仿真分析表明,所提方法不仅将选线与选相方法有效结合,而且调节系数灵活多变,适用于不同运行方式下的低、高阻接地故障。     

一种基于暂态能量的故障检测和选相方案

提出了一种基于暂态能量的超高压输电线路故障检测和选相方案,该方案利用电流行波和电压行波构成能量判据来检测区内外故障.在分析各种故障类型的电气量特征基础上,利用暂态能量构成了选相判据.理论分析和ATP仿真验证了该判据对故障类型、故障位置、过渡电阻及故障起始角不敏感,不受CT饱和、系统振荡、系统结构和运行方式的影响.     

一种基于暂态能量的故障检测和选相方案

提出了一种基于暂态能量的超高压输电线路故障检测和选相方案,该方案利用电流行波和电压行波构成能量判据来检测区内外故障。在分析各种故障类型的电气量特征基础上,利用暂态能量构成了选相判据。理论分析和ATP仿真验证了该判据对故障类型、故障位置、过渡电阻及故障起始角不敏感,不受CT饱和、系统振荡、系统结构和运行方式的影响。     

基于暂态量的超高压输电线路故障选相

在分析超高压输电线路三相导线间耦合关系的基础上，该文提出了一种基于暂态量的故障选相方案。该方案算法利用小波变换表征电流故障分量的暂态能量，并通过比较三相间能量的相对大小来识别故障类型和判别故障相别。大量EMTP仿真测试表明，该算法在不同的故障条件下（包括在不同的故障位置、过渡电阻、初始角等）都能基本正确地快速选出故障相，并在一定程度上弥补了基于初始行波的选相方法之不足。动模试验数据也充分验证了故障选相新方案的可行性。     

基于方向行波的小电流接地系统故障选线

从行波传输的角度出发，对小电流接地系统发生故障时的暂态过程进行分析，并通过分析得出以下结论：故障线路的反向电压行波和正向电压行波同时到达，而非故障线路的反向电压行波滞后正向电压行波一定时间后到达；并且故障线路和非故障线路正向电压行波的初始极性相反。利用这两个特征，提出基于正、反向行波能量之比和正向电压行波初始极性的故障选线新判据。通过暂态仿真软件ATP进行仿真，结果证实了上述原理的有效性，且不受故障初相角和过渡电阻的影响。     

影响输电线路行波故障测距精度的主要因素分析

行波测距是利用高频故障暂态电流、电压的行波来间接判定故障位置，包括单端行波测距法和双端行波测距法。文章对行波故障测距装置在实际应用过程中可能影响行波法测距精度的一些主要因素进行了讨论，包括雷电波的影响、故障时电压相角的影响、故障类型的影响、故障位置的影响、母线端接线的影响、线路类型的影响等，并提出了相应的解决方案。     

基于电流故障分量特征和随机森林的输电线路故障类型识别

为提高输电线路故障选相的精确性,提出了一种基于电流故障分量特征结合随机森林的输电线路故障类型识别新方法。分别在多个短时序列下计算三相电流故障分量能量相对熵与零序电流故障分量能量和,并按特定顺序把在各短时序列下计算得到的结果组成特征样本向量,以表征输电线路故障类型特征。建立随机森林智能故障类型识别模型,并利用故障特征样本集对其进行训练和测试,识别具体故障类型。仿真结果表明,所提算法在不同故障初始角、不同过渡电阻以及不同故障距离情况下均能准确识别具体故障类型,在数据丢失和噪声影响下也能较好地对故障类型进行识别。     

同杆双回线路行波故障测距的关键问题研究

为了提高同杆双回线路行波故障测距的准确度,针对故障行波选取和行波检测,提出了一种新的故障行波选取方法和行波检测方法。同杆双回线路各相线间耦合复杂,经传统相模变换后的多模分量传播特性差异较大,采用一种新的相模变换,找出多模分量传播规律,解决了故障行波选取困难的问题。当前行波检测方法存在一些技术缺陷,将参数优化的变分模态分解和Teager能量算子相结合应用于行波检测,实现了行波检测方法的自适应性,具有较好的检测效果。采用双端行波测距算法计算故障位置,大量的仿真结果验证了所提方法的可行性和测距结果的准确性。     

基于行波模值比值与极性的选线选相法

鉴于小电流接地系统β、γ模量行波选线判据繁琐、相电流行波选线不能确定故障相,文中运用初始行波选线研究结果,推导β、γ模量比值关系式,结合相电流行波选线原理,综合提出一种新型的选线定相的方法,该算法通过判定相电流初始行波及两模量模极大值比值和极性进行在线分析,能更快更准选线定相,适用于安装有两相或三相TA的系统,满足不同现场的情况,最后通过仿真验证了本方法是正确有效的。     

An Approach for Detecting and Locating Evolving Faults on Transmission Lines Based on Transient Traveling Waves

There has not been a satisfactory solution to identifying and locating evolving faults on transmission lines until now. This paper presents an integrated detection and location approach for evolving faults based on transient traveling waves. Evolving faults include two sequential faults, resulting in the change of fault phase. The feature aerial mode of captured current traveling wave only reflects the feature of the second fault occurrence, and is used for analyzing the second fault. By combining traveling wave and transient energy features, fault phase selection can be implemented at two stages: the initial fault occurrence, and the short period before fault clearance. The evolving faults can be determined according to the consistency of the two-stage phase-selection results. Subsequently, the positions of the two successive faults can be precisely acquired by individually implementing the double-ended traveling wave fault location on the initial fault phase as well as the feature aerial mode currents, respectively. Digital simulation studies based on the simulation software PSCAD/EMTDC demonstrate that the proposed method is feasible and effective.     

基于暂态行波时频特征的输电线路故障检测与选相方法

基于暂态量的故障时刻检测与故障选相方法速度快、灵敏度高,符合发展超高速保护的要求.输电线路故障产生的暂态行波信号在时域上和频域上都包含了丰富的故障信息,首先利用小波的多分辨率分析对三相暂态电流行波进行分解并将其重构至不同频段;然后在一时频窗内定义信号的时频特征向量以充分反映信号的时频特征,并利用相关系数来刻画信号的时频特征及其变化规律,以此提出基于暂态行波时频特征的输电线路故障检测与故障选相方法.该方法的可靠性及适应性由基于 PSCAD/EMTDC 的仿真试验验证.仿真试验结果表明,基于时频特征的故障检测精度高,故障选相结果准确,且不受故障距离、故障时间、过渡电阻的影响,同时所需故障数据窗短,对实现超高速保护有积极的借鉴意义     

基于行波波形相关性分析的直流输电线路纵联保护方案

直流输电线路差动保护易受故障暂态影响,动作速度慢,有必要研究性能更为优越的纵联保护方案。通过对线路区内、区外故障行波传输过程的分析可知:区外故障时,故障侧前行波与非故障侧反行波为同一行波,波形呈现很强的相似性;区内故障时,一侧的前行波与另一侧反行波为不同行波,波形相似度很小。根据此特征差异,提出了一种基于行波波形相关性分析的快速纵联保护方案。仿真结果表明,所提出的纵联保护方案能够快速识别区内、区外故障,准确检测高阻接地故障,正确判别故障极,适用于不同电压等级直流输电工程,且对数据同步性要求不高。     

基于行波固有频率的特高压输电线路故障选相

基于行波原理的故障暂态量选相因所需时间短,符合目前发展超高速保护的要求。针对现有行波选相法存在准确识别波头的困难,提出基于行波固有频率的故障选相方法。该方法利用多信号分类法得到电流模分量功率谱,通过比较其中线模量的主频实现故障选相。该方法的可靠性由基于PSCAD/EMTDC搭建的晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压交流输电线仿真模型实验验证,选相结果不受故障距离、故障时间、过渡电阻的影响,且所需故障数据窗短,易实现超高速保护。     

基于电压行波陡度的柔性直流送出线路快速保护方案

柔性直流技术在灵活解决高比例新能源消纳的问题上具有革命性意义。针对传统线路保护已不能可靠适应柔性直流送出系统高比例电力电子设备脆弱性、故障信息提取难等问题,文中提出一种基于电压行波陡度的柔性直流送出线路快速保护方案。通过分析直流线路故障暂态特性,利用限流电抗器两侧故障电压行波陡度与极性的不同,增加了有效暂态信息量提取范围,实现区内外故障识别;利用故障极与健全极的电压行波变化程度存在明显差异,判别故障类型;同时考虑了雷击干扰并利用其初始变化特性提出了快速识别方法。最后通过仿真验证了该保护方案在各种影响因素下的性能,可以快速可靠地识别故障,具有良好的灵敏性和抗干扰能力。     

基于分布参数模型的比相式单相故障单端测距算法

高压输电线路故障以单相接地短路为主，针对此类故障开展高精度的故障定位研究具有重要意义。基于集中参数模型的单端测距算法忽略分布电容的影响，在实际故障点距测量点较远时必然带来较大的误差。针对该问题文章提出了一种基于分布参数线路模型的电压、电流比相式单端测距算法，其原理为：通过相模变换与反变换估算出沿线各点故障相电压与相电流的分布，利用线路故障相残压与故障分量电流相位差最小的特征进行定位。该算法基于工频量，对采样率要求不高，大量的ATP仿真试验验证了该算法的有效性。