基于行波固有频率和经验模态分解的混合线路故障测距方法

基于行波固有频率的故障测距方法不依靠识别行渡波头即可进行精确故障测距,测距的关键是正确提取故障行波固有频率的主成分.该方法应用于架空线-电缆混合输电线路时,由于波阻抗不连续,会形成混叠的固有频率频谱,给正确识别和提取故障行波固有频率主成分带来困难.基于此,文中提出一种基于行波固有频率和经验模态分解(EMD)的架空线-电缆混合线路故障测距方法,在提取故障行波固有频率主成分之前先利用EMD进行信号分解,获取故障测距所需的故障行波成分,再对其进行固有频率频谱分析、主成分提取和故障测距计算.对某实际的110 KV架空线-电缆混合输电线路的仿真分析表明,该方法可较好地解决现阶段频域方法进行架空线-电缆混合线路故障测距时存在的频谱混叠问题,具有一定的实用价值.     

利用CVT二次信号的频域行波故障测距方法

当输入信号为电容式电压互感器(CVT)二次信号时,现有的时域行波故障测距方法的计算结果不准确.提出从频域上进行故障距离计算的解决方法,分析了CVT的暂态响应特性及其对故障行波频谱的影响,推导了采用故障行渡频率主成分计算故障距离的公式.对单相高阻接地故障下的行波频谱进行了专门讨论,并研究了利用多信号分类(MUSIC)算法等谱估计方法精确提取频率主成分的可行性.     

基于EEMD的混合线路故障测距

频域故障测距方法在正确提取故障行波固有频率主成分的前提下可精确地测出故障距离。而对于架空线-电缆混合输电线路,由于波阻抗不连续,会形成混叠的固有频率频谱,给正确识别和提取故障行波固有频率主成分带来困难。为此,提出一种基于聚类经验模型分解(EEMD)的故障测距方法。EEMD分解克服了传统分解造成的频谱混叠问题,EEMD分解得到的IMF分量经过频谱分析后提取固有频率主成分,从而实现故障测距。最后的仿真分析表明,该方法可较好地解决混合线路故障测距时存在的频谱混叠问题,实现较高精度的故障定位。     

基于原子分解和行波自然频率的单端故障测距方法

提出了一种基于原子分解和行波自然频率的单端故障测距方法,首先采用FIR滤波器对故障电流进行滤波,得到主自然频率粗略成分,再运用原子分解算法辨识出主自然频率粗略值,利用该频率值反馈调整FIR滤波器的参数并对故障电流重新滤波,最后采用原子分解算法精确辨识行波主自然频率值并求得故障距离。EMTP联合MATLAB的仿真结果表明,该方法具有很高的测距精度和可靠性,基本不受过渡电阻、故障类型及故障距离的影响。     

同杆双回输电线路的固有频率测距算法

提出一种基于行波固有频率的同杆双回线路单端故障测距方法.针对不同的故障类型,通过推导故障点反射系数矩阵,判断模混杂情况,选择恰当的模量,对其进行频谱估计,并提取固有频率主成分.利用故障距离、固有频率和边界条件三者的数学关系求取测距结果.考虑到双回线路不能忽略分布电容对测距结果的影响和该测距算法的特点,采用对频率敏感的频...     

一种利用行波自然频率的杆塔故障定位新方法

为解决传统基于行波自然频率的单端故障测距方法在单相或远距离故障时测距精度不高的问题,提出了一种基于行波自然频率的杆塔故障定位新方法,该方法对主自然频率辨识精度不敏感,具备较好的抗差性能,提高了单相或远距离故障情况下的测距效果。通过辨识线路两端故障电流中的主自然频率值,并根据行波主自然频率值与故障距离间的倒数关系,由线路两端的主自然频率值之比,确定故障距离占线路全长的比例。仿真结果表明,所述方法故障定位精度高、稳定性好,定位结果不受季节、弧垂变化及故障距离和故障类型的影响,利于实际现场中故障位置的查找。     

一种改进行波时频复合分析的杆塔故障定位方法

基于时频复合分析的行波故障定位方法依赖于固有频率法的测距可靠性。为进一步提高该方法的测距精度及可靠性,提出一种改进的时频复合分析行波杆塔故障定位方法。首先分析两侧故障信号,分别得到主固有频率,采用改进的固有频率法初步得到故障点位置;然后利用小波工具对信号进行时域分析,根据固有频率法得到的故障位置推导故障点反射波头到达母线的时间;最后由线路两端故障点反射波与初始行波的时间差之比进行杆塔故障定位。EMTP联合Matlab仿真分析表明,该方法提高了固有频率法测距稳定性,有利于时域分析。同时,对400 km线路的杆塔定位误差在400 m以内,耐受过渡电阻达350?,在线路长度变化3 km情况下不影响故障测距。     

基于VMD-后向预测prony的直流混合线路故障测距方法

直流线路采用架空线和电缆混合的拓扑结构时,会造成频谱混叠,影响固有频率主频的提取,故障距离和固有频率的关系也变得复杂。针对这一问题,提出一种基于VMD-后向预测prony来确定固有频率的直流混合线路故障测距方法。首先,通过VMD算法分解得到多个IMF分量;其次,选取暂态信息丰富的IMF分量,采用后向预测prony算法确定固有频率主成分对应的频率值,以确定故障区段;最后,根据对应区段线路的故障距离和固有频率的关系式计算故障距离,实现测距。仿真结果表明,该方法频率提取精度高,在保留固有频率法耐过渡电阻能力强的特点的同时,提高了故障测距精度。     

基于行波自然频率的故障测距方法适应性分析

基于行波自然频率的输电线路故障测距方法利用故障行波自然频率的主成分进行精确故障测距,不依赖行波波头的识别.而实际电力系统中复杂的母线结构或者架空线-电缆混合线路波阻抗不连续,都可能影响故障行波自然频率主成分的精确提取.为此,研究了不同线路型式下故障行波频谱的识别方法,分析了影响自然频率精确提取的相关因素,讨论了电缆线路及架空线-电缆混合线路的自然频率提取方法;并仿真分析验证了该故障测距方法的适应性和精确性.     

采用行波固有频率的混合线路故障测距新方法北大核心CSCD

对于电缆-架空混合线路,由于波阻抗的不连续会形成混叠的固有频率频谱,因此,解决频谱混叠现象是提高固有频率测距法精度的首要问题。为此,提出一种基于聚类经验模型分解(EEMD)算法的行波固有频率的故障测距方案。首先利用EEMD算法得到一系列的固有模态函数(IMF)分量;然后选取聚集故障信息的IMF分量,引入多重信号分类(MUSIC)算法对其进行频谱估计得到固有频率主成分;最后利用故障行波的固有频率和故障距离的关系式即可实现故障测距计算。仿真对比显示了该方法可更好地解决混合线路故障测距时存在的频谱混叠问题,实现较高精度的故障定位。     

一种提取行波自然频率的单端故障测距方法

在行波故障测距法中,对准确提取行波波前到达时刻的信号处理方法的研究一直是重点和难点。该文提出一种基于提取故障线路自然频率的单端测距新方法。在输电线上传播的行波在频域上表现为一个特定频率的谐波形式,称为行波的自然频率。采用复小波对故障后电流或电压信号进行连续小波变换,再对小波参数进行后处理以提取主自然频率,结合行波在该频率的波速,计算得出故障发生的距离。运用该算法对大量故障仿真实例进行了分析,结果验证了算法的可行性及其精度。     

基于行波固有频率的串补线路故障测距方法

串联电容及其非线性保护装置给串联补偿线路的故障测距带来了困难.在考虑串联电容及其保护装置对频率提取及边界条件影响的基础上,研究了基于行波固有频率的串补输电线路故障测距算法.该算法首先利用单端电流频率信息判断故障发生在串联电容前或串联电容后,对于发生在串联电容后的故障,需要考虑串联电容处的折反射对测距算法的影响,然后依据故障距离与固有频率、边界条件间的数学关系进行精确测距.大量仿真结果表明该算法不受故障距离、故障类型和过渡电阻的影响,具有良好的测距精度和适应性     

基于压缩感知估计行波自然频率的输电线路故障定位方法研究

提出了一种基于压缩感知估计行波自然频率的输电线路故障定位方法,能够准确估计多次行波自然频率,具有较高的故障定位精度。针对故障行波信号的频域特征设计了新的过完备字典,使行波信号能够被有效地稀疏表示。进行故障定位时,首先用小波模极大值方法确定故障行波信号的频率边界,并采用FIR滤波进行预处理滤除低频干扰成分,然后将其变换到频域使其能够在过完备字典上稀疏表示。在此基础上,该文利用改进的基于Dice系数的OMP算法(DOMP算法)对故障行波的频域信号进行重构,精确辨识行波信号的多次自然频率值,最终结合反射角和波速实现准确地故障定位。通过仿真分析验证了字典设计结合改进的DOMP算法的方法具有较高的定位精度和可靠性。     

基于行波时频特征的单端故障测距方法

行波波速度的确定及故障行波波头到达时刻的标定是影响行波测距精度的主要因素。在考虑线路参数频变特性对行波传播特性的影响的基础上,提出基于行波时频特征的单端测距方法：利用行波信号的利普希茨（Lipschitz）指数将行波信号的时频特性联系起来,运用最小二乘法拟合检测到的第2个行波波头的Lipschitz指数,并据此确定故障...     

Improving the accuracy of multisided travelling wave determination of location of a fault in a power line by means of the difference–distance-measuring technique

The double-ended travelling wave method of determination of location of a fault in electrical networks has significant errors due to changes in the propagation velocity of electromagnetic waves. We have developed a travelling wave method of improving the accuracy of location of a fault determination in power transmission lines that is based on navigation algorithms. The method is applicable to lines with branches. The distance to fault determination for the developed method is up to twice as accurate as the double-ended travelling wave location of a fault method. The accuracy of the developed method is less influenced by external factors (change of sag, soil resistance, the instantaneous value of the current at the fault time) than is the accuracy of the double-ended travelling wave location of a fault method. The proposed method allows reducing the errors in determining distance to the location of a fault, and its accuracy is less affected by external factors. The developed method can be incorporated into existing and prospective devices based on travelling wave methods of location of a fault determination.     

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。     

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。     

基于行波全波形主频分量的单端定位方法研究

针对线路参数依频变化导致的时域行波波头畸变无法精确标定,传输波速无法准确计算的难题,提出一种基于行波全波形主频分量的单端定位方法。该方法选取广义Morse小波刻画故障行波的时频谱,获得行波全波形,多维度展现故障信息;定性分析行波波头衰减和传输波速的依频变化特性;定量计算全波形各频段能量,提取能量最大的频段,作为行波全波形主频分量;利用Teager能量算子增强波头突变特征,精确标定行波全波形主频分量下初始波头和第二反射波头对应时刻,准确计算主频分量对应的传播速度,实现基于行波全波形主频分量的单端行波定位。PSCAD仿真结果表明,所提定位方法具有较强的算法适应性,通过提高波头标定精度和传输波速计算准确性,有效提升单端行波定位方法的可靠性与精度,定位绝对误差小于120m。     

基于实际波速的多端输电线路行波故障测距方法

为进一步提高多端输电线路故障行波测距的准确性,本文提出了一种基于实测波速的多端输电线路故障定位方法。首先使用网格分形算法提取了线路故障时各条母线处初始行波的到达时刻,然后依据线路长度与故障初始行波到达时刻计算多端输电网各线路区间的波速,应用计算所得波速形成故障区间判定矩阵,实现了故障点位置的准确判定。该方法以计算得到的实际波速为依据,解决了现有测距方法中因波速不确定引起的测距误差问题,同时依据双端测距原理实现了故障点的准确定位。仿真结果表明,该方法能够有效判别故障区间,有着较高的定位精度。