基于在线参数计算的同杆双回线的自适应故障测距

提出一种新的基于相量测量单元 (PMU)在线计算输电线路参数的同杆双回线故障测距的自适应算法。该算法利用PMU装置获得同杆双回线路两端的电压和电流相量,在线路正常运行时,在线计算同杆双回线的正序参数,并将该参数用于故障测距,解决了线路实际运行参数与电力局提供参数的不同,线路参数在运行过程中由于过负荷,区外故障等原因引起线路参数的变化所导致的测距精度问题。通过故障前后线路两端的采样数据获取突变的同序正序分量,计算线路两端的等效系统阻抗,解决了线路故障前系统运行方式的不确定性所引起的测距误差。大量的EMTP仿真计算结果表明,该测距算法能自适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度。     

基于在线参数计算的同杆双回线的自适应故障测距

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)在线计算输电线路参数的同杆双回线故障测距的自适应算法.该算法利用PMU装置获得同杆双回线路两端的电压和电流相量,在线路正常运行时,在线计算同杆双回线的正序参数,并将该参数用于故障测距,解决了线路实际运行参数与电力局提供参数的不同,线路参数在运行过程中由于过负荷,区外故障等原因引起线路参数的变化所导致的测距精度问题.通过故障前后线路两端的采样数据获取突变的同序正序分量,计算线路两端的等效系统阻抗,解决了线路故障前系统运行方式的不确定性所引起的测距误差.大量的EMTP仿真计算结果表明,该测距算法能自适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度.     

同杆四回线参数自适应双端故障测距频域算法

为了消除同杆四回线相间和线间耦合问题及线路参数不确定性对同杆四回线故障测距的影响,提出了适应于同杆四回线故障测距的模变换分析方法.对同杆四回线的电压和电流信息进行解辐处理,提取不受系统阻抗影响的环流模分量,构建基于环流模分量的同杆四回线频域故障测距观测方程;为解决线路参数多变性影响,利用故障前冗余电压和电流信息,构建线路参数自适应的频域观测方程,以获得准确的线路环流模分量的基频参数,从而提出了一种同杆四回线参数自适应的双端故障刚距频域算法.利用ATP/EMTP电磁暂态仿真软件,构建同杆四回线JMarti仿真模型,通过全面的仿真分析验证,证明所提出的测距方法能消除同杆四回线相间和线间耦合问题以及线路参数的不确定性影响,具有较高的故障测距精度.     

平行/同杆双回线的单线故障精确测距算法

平行/同杆双回线的一条线路发生故障时,由于非故障线路包含了对侧系统的信息,可以实现利用单端故障信息实现故障测距.介绍平行/同杆双回线的单线故障的一种故障测距算法,算法采用正、负、零序分量的分布参数模型和传输线方程,利用线路单端的故障信息,根据实际故障点的纯电阻特征,得到平行/同杆双回线单线故障时距离测量点的距离.用特征模量分解方法解决同杆双回线的零序分量网络中存在互阻抗和互电纳的难题.算法的精度不受分布电容影响和对端系统阻抗变化的影响.精确计算表明,线路换位(相序排列)对测距精度的影响可以用误差校正曲线或表格的方法校正.     

基于同步相量测量的同杆双回路继电保护方案的研究

所提出的基于同步相量测量的同杆双回线路保护方案通过相模转换对同杆双回线进行解耦,消除了线间互感对保护的不利影响。并从分布参数线路的相关理论出发,推导出了模量形式的保护判据,从原理上消除了线路参数分布性对保护的影响。该方案通过在模域中检测故障来实现保护,可对同杆双回线路的各种故障作出正确、快速的反应,同时还能提供相应的故障测距信息。对保护动作特性的分析证明了所提出保护方案的可行性。EMTP仿真结果表明该保护方案的可靠性和灵敏度较高、几乎不受过渡电阻的影响,且故障测距结果比较精确。     

同杆并架双回线路行波传播特性的研究

该文用EMTP仿真研究了同杆并架双回线路上故障产生的行波特点及其传播规律：同杆并架双回线路的行波由6个模量构成，各种模量的色散情况相差较大：故障产生行波的色散较单回线路复杂；行波色散是造成故障测距误差大的重要原因：利用行波故障定位时要考虑采用多相行波数据。该文的研究结果对充分利用行波特点来进行行波保护和故障测距有非常重要的参考和实用价值。     

特高压输电线路保护故障测距的应用研究

皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程中采用双回线同杆并架工程方案。同杆并架双回线由于存在线间互感,导致线路保护中阶段式距离保护在阻抗测量方面存在问题,实际应用中可采用缩短保护范围的定值整定方法。但基于单回线测量阻抗原理的常规输电线路故障测距同样受互感的影响,特高压输电线路在故障时非常严重的暂态过程会给故障测距带来较大误差。建模仿真分析了线间互感及特高压输电线路的暂态过程对常规故障测距的影响,提出采用基于负序故障分量的分布参数双端测距原理的总体实现方案,从工程应用的角度出发测距方案采用单回线的信息,方案考虑特高压输电线路故障特征及满足故障测距原理的需要,提出基于“海明窗”级联式数字滤波器的故障测距算法,通过RTDS/Matlab建立皖电东送特高压输电线路仿真模型。仿真结果表明,所提出的测距方案不受同杆互感的影响、不受过渡电阻的影响,有效克服了特高压输电线路故障时暂态过程对测距算法的影响。     

同杆并架双回线T形线路故障测距算法研究

基于输电线路不平衡的分布参数模型,对三侧为同杆并架双回线的T形线路,提出利用线路三端电气量的同杆双回线故障测距算法。并且该算法还研究了三侧为同杆并架双回线的T形线路故障支路的判别方法。经仿真验证该算法的正确性和高精度,并且算法不受过渡电阻的影响。     

不同电压等级同杆并架多回线路的故障定位

基于分布参数模型,提出了一种不同电压等级的同杆并架多回线路故障测距方法：利用两端同步的电压和电流的正序分量,根据均匀传输线方程从线路两端分别推导出故障点处的正序电压,进而得出故障测距公式。所提出的故障测距方法只需用到线路两端的电压电流的正序分量,消除掉耦合线路之间零序互感对测距的影响。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容以及故障种类的影响,解决了在不同电压等级的同杆线路中精确故障测距问题。PSCAD仿真证明该方法定位精度高,不受过渡电阻及故障类型的影响。     

平行同杆双回线的单线故障精确测距算法

平行／同杆双回线的一条线路发生故障时,由于非故障线路包含了对侧系统的信息,可以实现利用单端故障信息实现故障测距。介绍平行／同杆双回线的单线故障的一种故障测距算法,算法采用正、负、零序分量的分布参数模型和传输线方程,利用线路早端的故障信息,根据实际故障点的纯电阻特征,得到平行／同杆双回线单线故障时距离测量点的距离。     

基于分布参数模型的高压输电线路故障测距算法

输电线路故障定位一直是电力系统亟待解决的难题,快速准确的故障定位对电力系统有极为重要的意义,由于传统的单端法故障测距易受过渡电阻和对端肋增电流的影响,基于集中参数电路模型的故障测距算法又不适用于长线路测距,中提出一种只使用输电线路参数和２端电气量的基于分布参数电路模型的输电线路故障这位方法。并利用相模变化来减少实际线路的不换位和线路参数不平衡的影响,最后在模域求解故障距离。ＥＭＴＰ仿真结果表明,     

An adaptive PMU based fault detection/location technique fortransmission lines. I. Theory and algorithms

An adaptive fault detection/location technique based on a phasor measurement unit (PMU) for an EHV/UHV transmission line is presented. A fault detection/location index in terms of Clarke components of the synchronized voltage and current phasors is derived. The line parameter estimation algorithm is also developed to solve the uncertainty of parameters caused by aging of transmission lines. This paper also proposes a new discrete Fourier transform (DFT) based algorithm (termed the smart discrete Fourier transform, SDFT) to eliminate system noise and measurement errors such that extremely accurate fundamental frequency components can be extracted for calculation of fault detection/location index. The EMTP was used to simulate a high voltage transmission line with faults at various locations. To simulate errors involved in measurements, Gaussian-type noise has been added to the raw output data generated by EMTP. Results have shown that the new DFT based method can extract exact phasors in the presence of frequency deviation and harmonics. The parameter estimation algorithm can also trace exact parameters very well. The accuracy of both new DFT based method and parameter estimation algorithm can achieve even up to 99.999% and 99.99% respectively, and is presented in Part II. The accuracy of fault location estimation by the proposed technique can achieve even up to 99.9% in the performance evaluation, which is also presented in Part II     

输电线路双端行波故障定位新算法

双端行波故障定位原理简单,但受行波波速的不确定、输电线路长度差异以及行波波头到达时间记录不准确等因素的影响,容易出现较大的定位误差.在常规双端行波故障定位原理的基础上,提出了一种新型输电线路双端行波故障定位算法,通过记录故障初始行波到达线路两端的时刻、参考端记录的故障点反射行波和对端母线反射行波到达时刻,解方程组得到不受波速和线路弧垂影响的故障定位结果.实际应用结果表明,该算法具有较高的定位精度.     

一种双端同步采样的时域故障测距算法

输电线路快速准确的故障定位是保证电力系统安全稳定运行的有效途径之一,对电力系统有重要意义。传统的单端故障测距算法易受过渡电阻及对侧助增电流影响,而双端故障测距算法一般基于频域的相量计算。提出一种基于模式理论和双端同步采样的时域故障测距算法。该算法所需传送数据量少,并且不受过渡电阻、运行方式、故障类型等因素的影响,并且可以将其推广到同杆并架双回线。EMTP仿真结果显示该算法有较高精度,测距快速简便。     

Fault location of untransposed double-circuit transmission lines based on an improved Karrenbauer matrix and the QPSO algorithm

Some double-circuit transmission lines are untransposed, which results in complex coupling relations between the parameters of the transmission lines. If the traditional modal transformation matrix is directly used to decouple the parameters, it can lead to large errors in the decoupled modal parameter, errors which will be amplifed in the fault location equation. Consequently, it makes the fault location results of the untransposed double-circuit transmission lines less accurate. Therefore, a new modal transformation method is needed to decouple the parameter matrix of untransposed double-circuit transmission lines and realize the fault location according to the decoupled modal parameter. By improving the basis of the Karrenbauer matrix, a modal transformation matrix suitable for decoupling parameters of untransposed double-circuit transmission lines is obtained. To address the diffculties in solving the fault location equation of untransposed double-circuit transmission lines, a new fault location method based on an improved Karrenbauer matrix and the quantum-behaved particle swarm optimization (QPSO) algorithm is proposed. Firstly, the line parameter matrix is decomposed into identical and inverse sequence components using the identical-inverse sequence component transformation. The Karrenbauer matrix is then transformed to obtain the improved Karrenbauer matrix for untransposed double-circuit transmission lines and applied to identical and inverse sequence components to solve the decoupled modal parameter. Secondly, based on the principle that voltage magnitudes at both ends are equal, the fault location equation is expressed using sequence components at each end, and the QPSO algorithm is introduced to solve the equation. Finally, the feasibility and accuracy of the proposed method are verifed by PSCAD simulation. The simulation results fully demonstrate that the innovative improvement on the basis of the traditional modal transformation matrix in this paper can realize the modal transformation of the complex coupling parameters of the untransposed double-circuit transmission lines. It causes almost no errors in the decoupling process. The QPSO algorithm can also solve the fault location equation more accurately. The new fault location method can realize the accurate fault location of untransposed double-circuit transmission lines.     

一种新型双端时域故障定位算法

为解决输电线路故障分析法要求线路参数准确度极高而现场所得参数多有误差的问题,提出了一种能实 时修正参数的时域故障定位算法,它先用双端同步采样数据校正参数,再用相模变换解耦后在模域中列写故障点 微分方程并求解。RTDS动模实验表明,该算法能有效解决参数误差带来的影响,定位准确性和数值稳定性很好。     

基于单侧信息的输电线路故障测距新方法

本文分析了输电线路故障定位的阻抗测距算法，提出了仅利用单侧电流信息的解一阶方程故障测距方法，特别适用于高阻抗接地短路的故障定位。从原理上解决了一类迭代法的跑根问题及相应解二次方程法的伪根问题。仿真计算表明本文方法具有很高的精度。     

基于参数识别的时域法双端故障测距原理

提出了一种基于参数识别的时域法双端故障测距原理。无需已知被测线路的准确参数,而将输电线路电阻、电感、电容等参数作为待识别参数,分别由线路两端电气量采样值计算沿线的电压分布,利用故障时只有故障点处电压相等的基本原理识别出准确的线路参数并计算出故障点位置, 克服了传统测距方法因线路参数不准确而引起的测距误差。该测距方法采用故障距离占线路全长的比例表示故障定位结果,该结果不受季节、弧垂等变化的影响,便于利用杆塔的地面距离估测出故障点位置。ATP仿真结果表明该方法具有较高的测距精度。     

带串联电容补偿装置的高压输电线路双端故障测距新算法

快速准确地得到输电线路故障距离对电力系统运行有着重要的意义。对于带串联电容补偿装置的输电线路(串补线路)，由于串联电容的存在以及串联电容并联保护元件MOVs的非线性，现有的故障测距算法并不能直接应用到串补线路的故障测距中。因此，提出了一种采用双端电气量的串补线路故障测距新算法，该算法对MOVs采用指数模型模拟，MOVs上的电压降通过拟牛顿法求解，线路采用分布参数模型。EMTP仿真结果表明该算法具有很好的准确性和鲁棒性，且不受过渡电阻、故障类型、故障位置故障发生角等的影响，其算例的测距精度均在0．5％以内。     

采用信赖域法和双端非同步数据的故障测距算法

输电线路参数因电压等级、运行环境、输电距离等特殊原因经常变动,传统的时域算法将会产生较大误差;另外,双端的不同步数据亦会严重影响时域算法的精度。为了克服传统的故障测距方法带来的误差,通过对国内外典型测距算法的对比分析,提出一种基于参数估计的利用双端非同步数据的故障测距算法。该算法不需要线路参数,利用故障后两端的电压、电流值,通过信赖域法估计未知参数,从而精确测得故障距离。通过两个实例验证了该算法的有效性和可靠性。