珠海220 kV高压XLPE电缆故障行波 测距方法研究

研究了高压XLPE电缆故障行波测距方法,对于快速定位故障具有重要意义。将小波变换应用于行波测距的算法中去,由于其模极大值能够准确地反映初始行波的极性和到达时间,该方法利用初始电压行波和电流行波的极性方向来判断线路是否发生故障,它不受后续折反射波的影响,特征明确。利用EMTP软件对模型进行仿真,对仿真后的结果采用小波变换进行分析,能比较准确地判断线路是否发生故障。对珠海环琴线、望环线的电缆线路进行了模拟故障的行波测距实验。结果表明,采用小波算法有效提高了测距的精度。     

基于雷电记录与行波数据的雷击故障测距结果优化方法

针对雷击故障参考点定位不准确,导致测距结果可能与雷击故障发生的实际距离相差较大的问题,结合雷电记录与行波数据,从雷击故障参考点定位角度着手,进行雷击故障测距结果优化研究。首先获取相关雷电记录和行波数据,然后计算待分析故障特征点,并利用雷击故障历史数据、非雷击故障历史数据、雷电定位系统历史数据,构建（Δx,Δt,ΔP）三维坐标系,划分雷击故障识别域和非雷击故障识别域,判断待分析故障特征点是否落入雷击故障识别域当中,确定雷击故障参考点,最后利用行波测距方法得出雷击故障精确位置。结果表明,与基于雷电记录或基于行波数据的2种单一测距方法相比,该方法测距结果更接近实际值,由此可知,雷击故障测距结果得到优化,提高了测距精度。     

风电场集电线路行波故障测距与系统设计

当集电线路发生故障跳闸时,由于风电场环境特殊,线路中存在较多T接风机和电缆架空混架情况,传统的阻抗法测距在风电场集电线路中难以实现故障精确定位,风电场运维人员需要花费大量的人力物力进行故障清除,因此一种在线式的故障定位手段显得极为重要.由于行波法故障测距只与监测设备采集波头的时间差和波速有关,且在风电场发生故障时无需解列电缆即可进行故障定位.文中从行波法故障测距入手,基于风电场特殊的运行模式,系统地介绍了行波法在风电场集电线路中测距优势.通过现场风电场集电线路监测终端的试挂网运行故障定位案例,证明了此系统具有较高的稳定性和定位的精确性.     

新型非接触式行波传感技术研究

配电网智能化可以有效提高供电可靠性、降低运维人力投入,是当前的发展趋势.从缩短定位时长、提高定位精度出发,对传感技术进行了深入的研究.本文主要研究一种新型非接触式行波传感器的配电网故障行波定位技术,结合怒江配电网实际情况,如地貌复杂、山高坡陡、地势险要、天气恶劣,且配电网线路距离长、配电网网架结构复杂等实际问题,开发出配有新型非接触式传感器的行波故障定位装置.     

基于小波变换和TEO的输电线路故障测距方法

针对波速对故障测距的影响,利用一种不含波速的行波定位方法研究输电线路的单相接地故障测距问题。先采用小波变换对故障处电压进行变换,提高了故障处电压的时间分辨率,进而采用Teager能量算子(TEO)提取能量特征,判断初始行波到达线路两端的时间,通过故障发生时间和初始行波到达线路两端的时间即可得到故障距离。Matlab/Simulink仿真试验结果表明,该方法具有较高的精确度。     

基于SR-WT的输电线路双端故障定位方法

电力系统中行波在传输过程中往往伴随着大量的高频噪声,导致进行故障测距时信号波头不易识别,从而产生测距误差。对此,提出一种基于随机共振和小波变换(SR-WT)的故障测距方法,即先通过随机共振处理含噪信号,将噪声的能量转移到行波信号上,从而实现初步减弱噪声信号提高行波信号的功能;再通过小波变换进一步分解得出所需行波信号波头信息,进而通过双端法进行故障测距。仿真试验结果表明,该方法能够在强噪声干扰下准确提取出所需的行波信号信息,有利于提高测距精度。     

一种架空线——电缆混合线路的组合行波测距方法

为克服双端行波测距精度受电力线路长度误差及其两终端时钟同步偏差影响的缺陷,在分析混合线路故障行波传播特性的基础上,提出了一种混合输电线路的组合行波测距方法。该组合行波测距方法首先利用双端测距原理判定故障发生区段,然后判别各母线侧接收到的行波反射波的来源,最终利用单端行波测距方法计算架空线—电缆混合线路的故障距离。500kV架空线—电缆混合线路组合行波测距仿真计算结果表明,组合行波测距方法的测距精度明显高于传统测距方法的测距精度,可用于工程实践。     

基于非接触式行波采集的分布式高压直流故障测距方法

为提高高压直流输电线路故障测距的精度和供电可靠性，提出一种基于非接触式行波采集的分布式高压直流高阻故障测距方法。该方法采用分布式安装方式，基于空间电压、电流行波电磁场的宽频带检测技术，采用宽频带电磁场传感器实现对暂态行波信号的无失真采集；研究了动态自适应波速算法，利用行波采集终端分布式安装的特点，通过在线测量不同线路区段的实时故障波速，对故障段的行波波速进行矫正计算，避免了波速误差对测距结果的影响，有效提高了测距精度。分布式行波采集终端不需要安装在输电线路上，避免了设备安装和维护导致的停电。仿真及现场试验验证了方法的有效性和实用价值。     

电子式互感器在行波测距中的研究

基于罗氏线圈的电子式电流互感器在智能电网中已经得到了广泛的应用。提出了基于罗氏线圈微分输出的行波波头识别新方法。实现行波测距的关键在于精确提取行波浪涌的突变点,而罗氏线圈可以直接给出一次信号的微分信号;因此,直接利用其输出的微分行波信号进行判断,提高行波信号的识别能力。构建了仿真电路并进行了验证,表明罗氏线圈输出的微分信号在突变点的变化较一次电流行波更为明显,对双端和单端行波故障测距法的仿真结果表明测距结果准确     

接触网锚段对行波法测距的影响研究

我国高速铁路快速发展,截至2021年,我国电气化铁路占比约为60％,未来会随着我国"八纵八横"完全落地,我国电气化铁路比例会逐步提高.作为电气化铁路的重要组成部分牵引供电系统的稳定性直接影响了电气化铁道的稳定运行情况,因此科学有效的故障测距手段显得极为重要,传统的阻抗法故障测距由于受系统的运行情况和故障接地情况影响应用于接触网故障测距精度不高,对电气化铁路安全稳定运行意义较小.本文从行波法故障测距角度出发,基于接触网特殊的锚段结构,探讨了行波在接触网上的折反射规律,总结出了锚段对行波法故障测距影响因素,在利用行波法故障测距时线性地规避了接触网锚段对行波折反射的影响,从而提高了接触网故障测距精度,提高了行波法故障测距的精确性,对电气化铁道的稳定性运行具有重大意义.     

基于光纤时间同步的双端行波故障测距方法

针对传统双端行波测距技术中线路双端时钟需精确对时的问题,将双端行波测距方法与光纤通信技术相结合,提出了一种基于光纤时间同步的双端行波故障测距新方法。该方法首先利用小波模极大值理论检测故障初始行波到达线路两端的时刻和极性,并根据极性判断故障线路;然后,在故障初始行波到达线路两端后,经光纤通道分别向对端发射脉冲信号,利用相关算法自动检测脉冲信号到达对端的时刻,并根据光纤通道传输时延确定故障初始行波到达线路两端的绝对时刻;最后根据双端测距方法确定故障距离。仿真结果验证了该方法的可行性。研究成果具有较高的工程应用价值。     

基于数学形态学的输电线路单端行波故障测距研究

提出了一种用于单端行波故障测距的多分辨相关函数算法和用于处理实际行波的形态滤波结构元素选择方案。该相关算法采用多时窗处理方式,着力解决宽时窗下相关算法容易出现极值点偏移问题。针对实际故障线路中行波相关法容易受行波波形畸变影响的问题,利用数学形态学设计了前置滤波器,该滤波器较好地抑制了行波波形的畸变,同时保持了行波的主要特征。在有效滤波的基础上采用具有多分辨能力的行波相关法,实现了单端行波故障测距可靠性和准确性的统一。通过对输电线路实测故障数据的处理,证明该方案能同时保证测距可靠性和准确性,具有很高的实用价值。     

基于神经网络的输电线路行波故障测距方法

针对单端行波测距法难以区分故障点反射波和对端母线反射波的问题,提出一种利用神经网络非线性拟合能力实现故障定位的测距方法。首先利用相模变换获取故障反向行波,对反向行波进行小波模极大值变换;然后提取模极大值突变时刻和对应极性,从中选取3个有效时刻构成满足时差、波速与线路长度关系的一组"有效时差对";最终配合极性信息构造神经网络的输入样本,对网络进行训练和测试后,可利用该网络输出故障距离,从而实现故障定位。仿真结果表明,该方法适用性强,有较高的可靠性和精确度。     

基于小波包多尺度分析的多时间窗行波相关法

为解决行波相关法中时间窗宽度不固定影响故障测距可靠性的问题,提出了一种基于小波包多尺度分析的多时间窗行波相关法。首先,利用最大相关系数选取最优小波基,使得小波包滤波效果达到最佳;其次,以最优小波基为基底将故障信号进行小波包的多尺度分解和重构,由于小波包自身的变换特性,重构后的正反向行波初始波头的宽度随着尺度的增大逐渐变宽,将初始行波波头宽度作为行波相关法的时间窗宽度,此时行波相关法成为一个多时间窗的相关算法;最后,将经包络线处理的单极性正反向行波进行相关算法故障测距。多次仿真分析表明,所提方法消除了时间窗不固定对测距结果的影响,且在不同的故障距离和过渡电阻下均适用。     

架空线—电缆混合线路分布式故障测距方法

针对架空线—电缆混合线路的故障测距问题,提出了一种分布式故障测距方法,在混合线路各连接点及母线处安装三相故障电流检测装置,根据检测到的故障电流极性判断故障支路,再根据故障支路两端检测到故障电流行波的时间进行初步定位并进一步修正。该方法可在线计算出行波波速,并可分析出离故障点较近的检测点所检测到的第二个故障行波的来源。PSCAD仿真验证结果表明,该方法不受过渡电阻、故障类型等因素的影响,误差一般在100 m以内。     

基于行波时差矩阵算法的10kV电缆网络故障定位

城市电缆网络产生故障时,故障线路的精确辨识及故障点的准确定位有利于快速恢复供电。针对城市电缆多埋于地下、结构复杂、分支多、传统定位算法较为繁琐等问题,在有效分析电缆线路结构与行波传播路径的基础上,提出了一种基于行波时差矩阵算法的多分支电缆线路故障定位方法。该方法首先划分线路的各个区段,然后根据线路网络拓扑结构与行波传播路径构建故障判定矩阵,最终依据故障判定矩阵与双端行波定位原理准确定位故障点。PSCAD仿真结果表明,该方法能快速精确地判定故障分支并定位故障点。     

输电线路暂态信号检测方法比较分析

输电线路发生故障产生的暂态行波是一个突变的、具有奇异性的信号,正确检测出信号的突变点即暂态行波波头是利用行波进行保护和测距的核心。对电网中断路器操作、电容投切、一次电弧、单相短路、雷击等产生的暂态信号进行了仿真．并分别利用小波变换模极大值、小波变换Lipischitz a、小波变换能量谱检测行波波头进行比较分析。EMTP仿真分析表明,三种方法均有提取行波特征,且采用小波能量谱检测输电线路暂态行波波头到达的时刻最精确,故障定位精度最高。     

基于差分和变换的高压输电线路故障行波测距方法

针对高压输电线路行波测距法中不易精确检测含噪行波的问题,提出一种新的行波奇异点检测方法。对于含噪故障行波信号,其奇异点处前向差分和后向差分之和不为零,通过求解一段时间视窗内以奇异点时刻为中心的行波差分和,得到行波的差分和信号,且无需对行波信号降噪处理。基于奇异值分解降噪和Donoho阈值处理,可将差分和信号中噪声全部滤除,从而获得精确的行波奇异点时刻。采用三个测点行波测距算法,可实现行波波速在线计算和精确的测距结果。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于行波的全并联AT接触网多分支故障测距方案

近年来,我国轨道交通事业建设成绩斐然,截止2020年全国铁路运营里程高达12万km,电气化率正逐步提高.传统的直供线路已无法满足高速度、高功率的铁路规划,为提高接触网运营效率,我国高速铁路开始采用AT供电方式,随着高速铁路纵横交错,全并联AT供电方式线路出现了越来越多的T接分支,由于T接分支的出现使得传统的依赖于阻抗法故障测距的接触网测距精度越来越低,当高速铁路发生故障跳闸时,快速查找故障及时排除故障显得极为重要.因此本文从行波法故障测距角度出发,利用行波法双端测距原则,合理配置安装方案,针对阻抗法故障测距在全并联AT多分支线路上测距精度不高问题进行改善,可实现全并联AT多分支线路故障精确定位.从而减少高铁线路不必要的故障停运时间,实现经济效益.     

基于行波信号注入的配网线路单相故障状态接地诊断方法

配电网线路运行维护过程中,由于单相接地故障特征波识别方式的差异,使得线路单相接地故障诊断的准确率较低,无法满足电力系统工作需求。提出基于行波信号注入的配网线路单相接地故障状态诊断方法。通过故障录波装置获取故障特征数据,构建故障波形特征库;采用高压脉冲信号源作为行波信号注入源,并分析脉冲源控制回路;根据行波信号反射结果,应用小波变换算法识别线路故障特征波;根据特征提取结果,计算特征空间的欧式距离,完成配网线路单相接地故障状态诊断。实验结果表明：与当前诊断方法相比,所提方法既有效提高了单相接地故障诊断的准确率,又提升了电网线路故障诊断的整体水平。