基于一种新型相模变换矩阵的故障定位研究

分析了现有相模变换矩阵的不足,指出其单一模量不能适用于所有类型的故障,并结合三相输电线路完全换位情况下相模变换矩阵的数学性质,构造出了一种新型的相模变换矩阵。MATLAB仿真结果表明,新相模变换矩阵对各种类型的故障有效,能够实现单一模量反映所有故障类型的目的,且测距结果不受过渡电阻、故障类型影响。     

一种新相模变换矩阵

分析了现有相模变换矩阵,指出其单一模量不能反映所有故障类型的不足,结合均匀换位输电线路的相模变换矩阵应具有的数学性质,构造出一种新的相模变换矩阵.理论分析和应用于故障测距时的仿真结果表明,新矩阵能够用于相模变换,且单一模量能够反映所有故障类型.电网电压等级的提高对继电保护和断路器动作速度提出了更高的要求,为了适应该变化趋势,继电保护的运算将会在时域中进行,相模变换代替对称分量变换将成为发展趋势.因此,能够反映所有故障类型的相模变换矩阵在电力系统继电保护中将具有广泛的应用前景.     

一种基于新的相模变换矩阵的输电线路故障测距改进算法

针对已有电力系统行波故障测距算法中采用的相模变换、小波变换存在的不足,提出了一种结合新的相模变换矩阵和提升小波的行波故障测距改进算法,实现了单一模量反映所有故障类型,简化了高频小波系数的计算,提高了计算速度。通过Matlab仿真实验,验证了与普通小波测距相比,算法具有较高的测距精度。     

电力系统相模变换矩阵的最优化建模方法

基于相模变换的继电保护方法对于复杂电力系统故障下保护动作速度的高要求具有强契合性,然而相模变换矩阵结构的差异性将影响故障辨识的快速性、准确性和基于单一模量进行故障类型辨识的有效性。基于均匀换位输电线路相模变换矩阵的数学特征,并结合不同短路故障类型的故障电流特征信号物理差异性及故障边界条件,采用最优化理论,提出了电力系统时域相模变换矩阵的最优化建模方法,可克服当前相模变换矩阵试探建模方法效率低的缺陷。该方法通过改变两界约束和最优化求解构建新的相模变换矩阵,易于实现,且能便捷地构建故障电流相模变换单一模量契合电力系统全部故障类型的相模变换矩阵。仿真算例验证了时域相模变换矩阵最优化建模方法的通用性、正确性和在行波测距时的有效性。     

计及线路不平衡时线模解耦不完全误差的行波单端测距新方法

采用小波多尺度奇异性检测行波信号可实现超高压输电线路故障的精确测距。对于不换位或不完全换位线路采用传统解耦方法并不能完全消除三相之间的耦合,因此波头难以鉴别。提出采取实际不对称数值解耦的方法并引进实际模量波速。通过相模变换对三相电流进行解耦处理,对三相输电线路均匀换位和不换位或不完全换位2种情况,分别确定模变换矩阵,求得各模量上的电感和电容参数;应用单端法进行故障测距;用小波变换检测奇异信号,把对行波信号的分析转化为对模最大值的分析。仿真结果表明采用非对称解耦相模变换有效地消除了各相之间的电磁耦合,与采用对称假设时的故障测距结果相比精度有了较大提高。     

基于双端不同步采样的同杆双回线故障测距算法

在现有各种测距算法的基础上,采用基于同杆双回线分布参数模型和相模变换技术,将同杆双回线解耦成完全独立的模量并选择合适的模量,采用牛顿一拉夫逊法实现同杆双回线双端不同步采样的故障定位。仿真结果证明,该算法不需要判断故障类型,且不受系统运行方式、过渡电阻、负荷电流的影响,具有较高的故障测距精度。     

基于参数识别的时域法单端故障测距

提出了一种基于参数识别的时域单端故障测距算法,此算法利用故障环路信息,结合相模变换后的边界条件和故障模分量网络图列出测距微分方程,充分利用故障暂态信息构建测距的冗余方程组,采用最小二乘算法求解故障距离.算法不需要对侧系统参数,不受系统运行方式和频率变化的影响.经EMTP仿真验证此算法原理正确且有较高测距精度.     

基于小波变换和数学形态学的双回线故障测距

针对同杆并架双回线相间、线间都存在互感的情况,将三相双回线视为一回六相线路,并且利用线路两端故障发生时的电流行波和相模变换,提出基于小波变换和数学形态学的模域双端故障测距算法.该算法利用小波变换和数学形态学对信号进行综合去噪,有效滤除信号中存在的白噪声和脉冲噪声,降低噪声对故障测距精度的影响.此外,通过六相相模变换,采...     

利用单端电流的同杆双回线准确故障定位研究

基于线路分布参数模型,提出了一种利用单端工频电流量的同杆双回线准确测距算法:通过同杆双回线解耦可以得到同向和反向分量,其中反向分量与系统参数无关,并且反向各序电流分布系数是只包含故障距离x的函数。再根据不同故障的反序电流、电压边界条件,可以给出各种双回线接地故障(单线三相故障和同名跨线故障除外)的测距算法。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容的影响。并且由于算法只利用电流量,从而不受电压互感器传变特性的影响。并从理论上证明了测距精度不受电流互感器特性的影响。测距方程求解不存在伪根,具有唯一解。仿真计算结果表明,该算法具有较高的测距精度,最大测距误差仅为0.15%,理论上能够满足高压和超高压输电线路的测距要求。     

基于双端量的同杆双回线故障测距

针对同杆双回线不能忽略线间分布电容对测距结果的影响,文中采用基于线路的分布参数模型,利用相模变换将耦合双回线解耦,并采用双端法在模域中利用模量对同杆双回线进行故障测距.该算法既可用于单回线故障,也可用于跨线故障测距.仿真结果表明,该算法具有较高的精度,并且原理简单、易于实现,不受故障类型、故障距离等因素的影响.     

同杆架设双回线自适应故障测距研究

线路故障的快速、准确定位与诊断,是目前对同杆架设双回线在运行情况下进行故障定位需要解决的问题。以故障分析法为基础对用集中参数表示的同杆架设双回线的单线故障测距算法以及测距系统进行了研究。故障测距算法在参考双回线运行相关算法的基础上,推广到一回线停电检修和一回线单端三相跳闸运行方式。针对不同运行方式下不同故障类型分别推算了测距算法,并通过具体实例和设计的MATLAB程序验证了所推算法的正确性。同时,实例结果证明了所推算法简单易解,具有不受系统阻抗类型、过渡电阻、负荷电流等因素影响的特点。平行双回线运行方式和故障类型的判别结合相应的测距算法构成了完整的故障测距系统,从而使得测距系统具有自适应能力。该方法具有很好的工程应用价值。     

同塔四回输电线路故障选线新方案

从参数不对称同塔四回输电线路入手,结合四回线内部存在的线间及相间电磁耦合的特点,分析推导出适合的相模变换矩阵对各回线阻抗进行解耦处理,并且通过仿真对比的方式论证了解耦方法的正确性。基于解耦出的独立模量间的关系,定义4个参数K_1—K_4,根据这4个参数在不同回路故障时的取值不同,构造新的故障选线判据。大量的PSCAD/EMTDC仿真数据表明,所提出的故障选线方案速度快、简单、可靠,且不受故障距离、过渡电阻以及负荷电流和系统运行方式的影响。     

基于微扰法的低压有源配电网故障定位方法

分布式电源（DG）接入低压配电网,使配电网潮流分布变得复杂,基于单向潮流的传统故障定位方案不再适用。提出基于微扰法进行相模变换实现含分布式电源低压配电网的故障定位方法。针对配电网三相线路参数不对称,运用微扰原理,通过构造线路参数阻抗矩阵微扰量,求出使原相互耦合的三相网络解耦成3个相互独立序网图的相模变换矩阵,实现了对不对称线路参数阻抗矩阵的解耦;在此基础上,对低压有源配电网依据区段故障前后相模变换电流故障分量的相角差值的变化,推导出判断配电网故障区段的判据,实现对低压配电网的故障定位。通过Matlab/Simulink进行了仿真分析,结果表明：该方法可以快速准确地定位出故障区段,解决了配电网络参数不对称对定位精度的影响。     

基于高频保护通道信号的三相自适应重合闸方法

提出了一种用于区分输电线路瞬时性故障和永久性故障的新方法：利用高频通道及其信号区分瞬时性故障和永久性故障，从而实现三相自适应重合闸。通过使用高频通道等传播常数模式理论，对高频电流信号在三相电力线载波通道上的传输特性进行了分析后得知：高频电流在多导线系统中传播时，虽然高频设备只加工于一相，但实际上高频信号是沿着多相导线的相间传播的。对于高频信号在多导线系统中的传播特性，可采用等传播常数模分量法分解为与导线数相等的n组模分量进行分析，且可利用网络关联矩阵的原理对各种故障情况下接收的高频信号进行较为准确的计算。由此提出了利用超高压线路高频保护通道的信号传输特性来判别故障类型的新方案，该方案为解决三相自动重合闸重合于永久性故障的问题开辟了新的思路。仿真与计算结果表明：各种故障情况下接收高频电流信号的特征与基于模传输理论的高频通道计算结果十分吻合；短路故障点位置对高频接收信号几乎没有任何影响。理论分析和大量的EMTP仿真结果显示了该方案的有效性和正确性。     

Single real transformation matrices applied to double three-phase transmission lines

Single real transformation matrices are tested as phase-mode transformation matrices of typical symmetrical systems with double three-phase and two parallel double three-phase transmission lines. These single real transformation matrices are achieved from eigenvector matrices of the mentioned systems and they are based on Clarke's matrix. Using linear combinations of the Clarke's matrix elements, the techniques applied to the single three-phase lines are extended to systems with 6 or 12 phase conductors. For transposed double three-phase lines, phase Z and Y matrices are changed into diagonal matrices in mode domain. Considering non-transposed cases of double three-phase lines, the results are not exact and the error analyses are performed using the exact eigenvalues. In case of two parallel double three-phase lines, the exact single real transformation matrix has not been obtained yet. Searching for this exact matrix, the analyses are based on a single homopolar reference. For all analyses in this paper, the homopolar mode is used as the only homopolar reference for all phase conductors of the studied system.     

基于SVM的改进二叉树输电线路故障分类器

在研究二叉树多分类的基础上,结合输电线路故障的特点,考虑不同故障的优先级后,设计了基于SVM的改进二叉树输电线路故障分类器的模型,通过实验选择了最小二乘支持向量机LS-SVM算法和线性函数转换表达式的归一化算法,并用小样本模拟短路数据训练了分类器。测试结果表明,在各种输电线路故障情况下,设计的分类器都具有很高的分类正确率,尤其是对两相接地和不接地短路分类的效果显著,另外,该分类器的数据预处理过程简单,分类步骤少,可以实现输电线路故障的快速分类。     

基于相分量模型考虑零序互感线路的跨线故障计算方法

基于输电线路的相分量模型,提出了利用相分量法对同杆并架线路上的跨线故障进行计算的方法。根据跨线接地故障与跨线不接地故障的通用接口情形推导出其相分量节点导纳矩阵统一模型,在此基础上提出了同杆并架线路上发生典型跨线故障时的节点导纳矩阵模型及其算法。通过典型跨线故障算例表明了该模型及算法适合于编制通用的跨线故障计算程序。仿真结果证实了该模型及算法的正确性。