基于脉冲发射原理的配电网故障定位方法的研究

在小波理论的基础上,提出了配电网行波故障定位方案.在故障相的线路首端发射脉冲信号,采集线路首端的行波信号,利用小波消噪原理对采集到的行波信号进行滤波,比较线路正常时的行波信号和线路故障时的行波信号,利用小波变换对信号奇异性的检测原理找出行波信号中的奇异点,得到故障距离.对结构简单的线路,在此基础上分析特征波即可准确定位;对结构复杂的线路,在确定故障距离的基础上,根据电网拓扑划定故障可能的几个分支.然后在线路首端注入电流,通过探测器检验几个分支上是否有电流流过,检测到电流的即为故障点所在的分支.详细分析了该行波定位方案在两次现场试验的应用结果,证明了该方案的可行性.     

基于二进小波变换的输电线路故障测距方法

输电线路发生故障后将产生向变电站母线运动的行波,因此可以在母线处采集并记录故障行波即可实现输电线路的精确故障测距。但由于输电线路故障电流信号中具有很强的突变信息,因此须用小波变换对实变信号进行奇异性检测,从而将奇异信号发生的时刻转换为故障距离。本文在介绍二进小波函数及二进小波变换的基础上,通过建立故障行波的故障特征与小波变换模极大值之间的关系,构造了一种基于行波原理的输电线路故障测距方法。     

基于多点电流测量的输电线路行波故障定位新方法

为进一步提高当前行波法的定位精度,提出了一种基于多点电流测量的输电线路行波故障定位新方法.该方法使用多个电流测点将故障位置定位在相邻测点之间后,通过所提中间故障区域选择原则选出用于故障定位的线路段,再利用非故障段线路长度与其两端测点检测到的故障初始行波到达时刻的时间差之比在线测定出波速,最后根据双端行波定位原理计算出故障距离.在缩短线路故障区间的基础上进行故障点定位,减小了线路长度引起的定位误差,也使得故障电流行波信号衰减和畸变程度减小,有利于初始行波到达时刻的准确标定,同时波速的在线测定也消除了由于其不确定性造成的定位误差.仿真结果表明所提方法具有较高的定位精度.     

基于暂态行波的小电流接地系统故障定位

小电流接地系统发生接地故障时,故障电流的稳态分量较小,导致许多基于稳态分析的接地选线装置效果不佳,故障定位不准确.分析了小电流接地系统单相接地时故障线路与非故障线路的零序电流特征,介绍了小波变换、信号奇异性检测及行波测距原理,提出了利用小波变换提取暂态分量作为依据的故障选线方法,该方法对接地故障的暂态分量进行小波变换,通过比较变换后零序电流模极大值的大小和极性判别出故障线路,进而实现行波测距故障定位.MATLAB仿真结果表明,该方法能够准确、可靠地实现故障定位.     

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。     

小波方法在超高压输电线行波故障测距中的应用

输电线路发生故障后将产生向变电站母线运动的行波，因此可以在母线处采集并记录故障电流行波，利用小波变换快速算法即可实现输电线路的精确故障测距。但由于输电线路故障电流信号中具有很强的突变信息，因此须用小波变换对实变信号进行奇异性检测，从而将奇异信号发生的时刻转换为故障距离。文章通过EMTP仿真计算及对结果的详尽分析，提出了一种利用小波变换模极大值的传播来计算故障距离的新方法。仿真试验表明了该方法具有较高的测距精度。     

220kV输电线路故障检测

介绍220kV输电线路出现接地故障时,利用双端行波法测故障点距离的原理,着重介绍小波变换的基本理论及其模极大值理论在行波测距中的应用,并提出利用故障暂态分量奇异性作为行波信号检测的基本判据,仿真结果表明本方法可行。     

带T接分支的电缆-架空线混合线路双端行波故障定位

针对带有 T接分支的电缆-架空线混合线路,提出基于区间分割的双端行波故障定位方法.首先分别计算行波由线路首端测量点、沿线各分支点、电缆-架空线连接点及线路首端测量点传播至线路两端测量点的时间差值,并作为整定值序列.当线路发生故障时,将实际测得的故障初始行波浪涌传播至线路两端的时间差值与整定值序列比较即可确定故障区段.若故障点位于主干线,还可进一步计算出故障点到线路两端测量点的距离.仿真结果表明了混合线路双端行波故障定位方法的可行性。     

基于改进双端行波法的特高压输电线路故障定位方法研究

由于传统双端行波法采样信号时间的不精准以及波速的衰减作用，对输电线路行波故障测距的结果造成巨大的影响，为了提高故障定位的精准度，提出一种改进的行波双端测距法。该方法利用高频传感器对行波的波头进行采样有效提高测距精度，并提出修正波概念，在传统双端行波算法基础上进一步改进，减小了测距误差。基于MATLAB仿真软件搭建双端输电线路模型，利用小波变换对行波信号进行分析。仿真结果表明，该方法不受故障距离、故障类型及过渡电阻的影响，适应性强，能实现精准定位。     

基于数学形态学的配电网单端行波故障测距

随着配电网网架的加强,线路增长,分支线路增多,线路变得复杂,用传统的巡线方法找出具体故障点的位置非常困难。开展配电线路故障测距技术的研究具有重大意义。由于配电网有大量分支,利用行波进行配电网故障测距时,接地故障点的反射波混杂在由线路的分支节点和许多端点造成的众多反射信号中。通常的方法很难识别出来自故障点的反射信号。因此,排除噪声干扰并提取有用的行波信号是精确测距的关键。在现有的行波测距原理的基础上,提出了基于数学形态学的配电网行波故障测距方案。在利用数学形态学对采集到的行波数据进行滤波后,利用多分辨形态梯度变换提取行波波头的模极大值,进而确定故障点。通过仿真分析和现场算例分析,验证了该方案的可行性。     

Real time evaluation of DWT-based high impedance fault detection in EHV transmission

It is possible to capture the required travelling wave information contained in fault transients using wavelet transform. This paper presents practical real time testing for the high impedance fault (HIF) detection algorithm based on real time accidents data. The proposed scheme is implemented for HIF detection in extra high voltage transmission lines. The classifier is based on an algorithm that uses recursive method to sum the absolute values of the high frequency signal generated over one cycle and shifting one sample. Characteristics of this scheme are analyzed by extensive real time studies that clearly reveal that this technique can accurately detect HIFs in the EHV transmission lines within only half a cycle from the instant of fault occurrence. The reliability of this scheme is not affected by different fault conditions such as fault distance and fault inception angle.     

一种考虑时域特征的单端行波固有频率测距方法

行波固有频率主成分的精确提取是影响基于行波固有频率测距方法测距精度的主要原因.在考虑行波时频特征的基础上提出一种新的基于行波固有频率的故障测距方法:首先利用小波变换的尺度图得到固有频率主成分的粗略值,并在此频率值的邻域内对信号的时域特征进行分析,提取信号的时域周期,从而得到更为准确的频率值,并据此频率值及系统参数计算故障距离.EMTDC 仿真实验结果表明:该方法能在一定程度上提高故障测距的精度,且不受故障距离、故障电阻、故障初相角和故障类型的影响,能很好地适应不同的噪声水平     

一种新的输电线路双端行波故障定位算法

针对单双端行波故障测距算法存在难以准确、便捷地识别故障行波波头等问题,提出了一种根据两测量点所测时间比例来计算故障距离的双端行波故障定位算法,将希尔伯特-黄变换和小波变换结合,利用高斯模型快速、准确地提取故障行波波头到达时刻,再结合已知定长计算故障距离。大量基于MATLAB/Simulink的仿真实验结果表明,该算法的相对定位误差不足1%,且不受故障距离、故障类型、故障电阻、故障初相角的影响,具有较好的适应性和实用价值。     

基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法

配电网多为树形结构,分支多,单端定位或双端定位方法都很难准确定位故障。针对B型行波和配电网树形结构,提出了一种多端行波故障定位方法。该方法利用接地故障时刻产生的行波第1波头到达配电网线路各末端的时刻进行故障定位。利用行波故障定位基础理论,建立了多端行波故障定位的理论依据,考查了定位方案在配电网中的优越性。采用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方案在配电网中遇到的各种情况进行了仿真分析。仿真结果表明,在配电网单相接地故障定位中,多端行波定位法只利用接地故障初期很短时间内的暂态行波信号,接地故障后期的故障发展情况对开始的暂态行波信号并无影响,所以运用多端行波定位法能够快速准确地找到故障点。     

小波变换在行波故障检测中的应用

正确识别和检测线路故障后的行波信号是实现行波保护和故障测距的关键。利用小波变换有效地识别出了混杂在噪声中的行波信号,从而为行波故障检测提供了依据并构造出了基于小波变换的行波故障启动元件。     

基于小波变换的超高速行波保护和故障定位算法

提出了利用故障后产生的电流行波实现输电线路超高速保护和高精度故障定位的算法。借助于小波分析工具,将电流行波信号进行小波变换,通过分析线路两端电流行波初始波头模极大值的极性来判别区、内外故障;同时利用模极大值对应的时间差来实现故障距离的测定。论文详细分析了影响行波保护和故障定位的各种因素,提出了相应的应对措施。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果表明,算法能够实现线路超高速保护和高精度故障定位双重功能。     

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。     

基于波前陡度的输电线路单端行波故障测距

输电线路单端行波故障测距方法中故障点反射波头识别困难.故障初始行波的波前陡度与故障距离相关,文中分析了波前陡度与故障距离的关系,提出了波前陡度与小波波头识别相结合的单端行波定位方法.方法首先对线路故障后记录的单端行波波形求取小波变换模极大值,获取初始波头及各反射波头起始点,再通过首波头波前陡度计算初步故障距离,筛选最接近该距离的小波模极大值以确定故障点反射波头并进行精确测距.算例结果证明了该方法的有效性.     

一种新的三端电气量行波测距方案

在现有的行波测距基础上,提出了基于数学形态学的三端电气量行波测距方案,先利用广义形态滤波器滤除现场信号中的噪声和脉冲信号,再利用综合数学形态梯度提取行波模极大值,快速准确检测出故障点。通过仿真验证了在选取合适的结构元素下,此方案是有效可行的。     

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.