基于沿线电压分布规律的快速故障测距

针对双端工频故障测距法存在的双端数据同步困难、迭代次数多、收敛速度慢以及测距伪根难识别等关键问题,提出一种基于输电线路沿线电压分布规律的快速故障测距方法。在分布参数线路模型上,分析输电线路的沿线电压幅值分布规律。对线路进行单调分区域,在各区域取两点求切线,通过切线交叉原理进行初步故障测距。考虑到远距离输电线路非线性因素造成的测距误差,进一步采用切线交叉原理对测距结果进行迭代修正,使测距结果向实际故障点逐级逼近。经仿真验证,所提测距方法仅利用线路参数及单端测量数据计算切线,故无需双端数据同步;通过迭代能够准确去除伪根,实现精确测距;测距原理简单,迭代次数少,收敛速度快,仅需4次计算就能把故障位置锁定在300 m以内。     

基于超高压线路参数估计的故障测距算法研究

提出一种基于线路参数估计的故障测距二分法。该方法基于线路分布参数模型,无需获得准确的线路阻抗参数,根据正序故障分量电压沿线分布规律,用二分法通过搜索迭代求取故障距离。这一方法理论上不受故障过渡电阻的影响,不必判断故障相别。MATLAB仿真结果表明此算法具有较高的测距精度。     

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。     

一种综合应用工频法和行波法的组合故障测距法

为提高输电线路的故障测距性能,笔者综合分析了工频法和行波法二者之间的测距特点,并提出了一种综合应用工频量法和单端行波法的组合故障测距法。首先,基于输电线路的沿线电压幅值分布规律,利用切线交叉的工频测距原理,初步确定故障区域,接着,在此基础上用A型行波法精确地测出故障位置。通过引入行波测距避免工频测距后续的迭代计算,克服迭代不收敛或收敛至伪根的问题,提高测距精度;用工频初步测距,缩小行波波头辨识范围,提高行波测距可靠性。经仿真验证:所提组合法比工频法测距精度更高,比行波法的波头识别更加准确可靠。     

一种考虑对各种误差综合修正的线路双端测距算法

在输电线路故障测距的研究中,由于线路参数可能变化或提供的参数不准确,以及其他不利因素的存在,对故障测距的精度会产生很大的影响。该文提出了一种基于分布参数模型和等效参数估计的双端测距算法,该算法只利用故障前的电压电流,在线估计出线路等效参数,对各种误差能够起到综合补偿的效果,从而提高了测距精度。EMTP仿真结果表明,该算法较之不带参数修正的算法测距精度有明显提高,具有很强的参数自适应能力和收敛能力。     

一种考虑对各种误差综合修正的线路双端测距算法

在输电线路故障测距的研究中,由于线路参数可能变化或提供的参数不准确,以及其他不利因素的存在,对故障测距的精度会产生很大的影响.该文提出了一种基于分布参数模型和等效参数估计的双端测距算法,该算法只利用故障前的电压电流,在线估计出线路等效参数,对各种误差能够起到综合补偿的效果,从而提高了测距精度.EMTP仿真结果表明,该算法较之不带参数修正的算法测距精度有明显提高,具有很强的参数自适应能力和收敛能力.     

零序分布参数的单相接地故障精确定位研究

针对中性点不接地电网的单相接地故障测距问题,提出了基于故障后分布参数线路零序特征的测距方法。该方法考虑故障后零序电压、零序电流的沿线分布特征,分析零序特征作为中性点不接地系统单相接地故障点测量判据的适用性与可行性,并建立了零序特征量与故障距离的双曲函数关系表达式。为解决复平面双曲函数方程组求解困难问题,根据双曲函数的泰勒展开式,在分析传播常数数量级的基础上,将双曲函数方程合理简化为二次方程表征分布参数模型。为消除线路分布参数误差对测距结果的影响,基于加权最小二乘原理,利用非故障线路采样信息辨识故障线路零序参数,理论推导证明了其可行性。仿真结果表明,在正确选出故障馈线的基础上,该方法测距精度高,测距结果不受过渡电阻、故障距离影响。     

基于双回线环流的时域法故障定位

该文提出了一种利用双端电流量实现双回线故障定位的时域测距算法。该算法利用双回线环流网与两侧系统无关且两端电压为零的特点，只用线路两端的电流量，就可计算出环流网的沿线电压分布，并根据从两端计算得到的电压分布差值在故障点处最小的原理实现测距。由于避免了使用电压量，故该测距原理不受电容式电压互感器(CVT)不能传变高频电压暂态信号的限制，该算法能够利用故障全过程的任何一段数据实现测距，且该算法所需数据窗短，只要略大于被测线路传输时问的2倍即可。该算法采用分布参数线模，克服了忽略线路电容带来的误差，适用于高压长距离输电线。仿真结果表明：测距误差将小于0．15km，且测距精度不受故障类型和过渡电阻的影响。     

基于线芯-护层过渡电阻无功特性的交叉互联电缆故障测距

高压电缆常见的接地方式是交叉互联接地,而交叉互联接地电缆故障时的测距相比单端接地或两端直接接地的电缆情况更为复杂,为此提出了基于线芯-护层过渡电阻无功特性的交叉互联电缆故障测距方法。首先,采集护层故障前后环流,构建不同电缆区段特征电流,判断故障发生区段;其次,考虑电缆金属护层对线芯的耦合作用和线路电容影响,建立交叉互联电缆的故障稳态等效阻抗模型,利用电缆首末两端线芯和护层的电压、电流推算电缆故障发生时不同区段沿线电压、电流,并基于同一位置电压相量对电缆参数进行修正;然后,利用故障点过渡电阻消耗无功功率为零的功率特性建立以故障距离为未知数的测距方程,采用二分法或弦截法等方法迭代计算求解得到故障点;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了电缆故障模型,分析了故障距离、故障类型、过渡电阻、故障初相角等因素对故障测距方法的影响。结果表明,该方法的测距误差为0.4%左右,具有较高的准确性和有效性,对交叉互联接地电缆进行故障测距有一定的参考意义。     

基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法

基于输电线路分布参数模型,提出一种基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法。该算法利用故障前两端电压、电流数据实时修正非同步角度和线路参数,再利用故障后数据进行故障测距。与拟牛顿法相比,所提算法无需迭代,计算量小;与电压趋势法相比,所提算法不存在伪根判别的问题;与传统参数检测法相比,所提算法能够实时修正非同步角度。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该算法测距精度高,受故障条件和线路换位的影响较小。     

基于双端电气量的输电线路故障测距算法

为了解决单端故障测距受故障点的过渡电阻和对端系统阻抗的影响,提出了基于双端电气量的比相式故障测距方法。首先推导出了分布参数模型输电线路的电流分布系数公式,分析了单端比相式测距算法误差产生的原因;然后求出输电线路两端系统的非同步角;再通过将线路一端的电压电流和线路另一端的电流进行对称分量变换与反变换,推算出沿线各点的故障支路的电压和电流,利用故障支路的电压和电流相位差最小值的特征进行定位;最后采用分布参数线路模型建立超高压输电系统仿真模型在Matlab/Simlink中进行全面系统的仿真验证。结果表明所提的故障测距算法不受过渡电阻、系统阻抗、故障类型等因素的影响。     

基于波速修正的多回输电线路行波测距算法

行波传输速度是影响行波测距精度的关键因素之一,输电线路上暂态行波速度的难以确定严重制约了行波测距精度。对此,文中从优化行波传输速度着手,提出一种多回输电线路行波故障精确测距方法。首先基于波速误差对输电线路行波测距精度的影响,分析了现存行波波速确定方法的优劣。进一步,基于同杆多回输电线路共用输电走廊的结构特点,在非故障线路上实时在线测量出行波速度,并将其应用于故障线路的精确行波测距计算中。理论分析和仿真数据均表明:此方法不受线路参数的影响,能有效克服环境因素给沿线波速带来的误差。使测距波速更加贴近于行波传输的实际速度。可在一定程度上提高行波测距精度。     

基于分布参数模型的比相式单相故障单端测距算法

高压输电线路故障以单相接地短路为主,针对此类故障开展高精度的故障定位研究具有重要意义。基于集中参数模型的单端测距算法忽略分布电容的影响,在实际故障点距测量点较远时必然带来较大的误差。针对该问题文章提出了一种基于分布参数线路模型的电压、电流比相式单端测距算法,其原理为：通过相模变换与反变换估算出沿线各点故障相电压与相电流的分布,利用线路故障相残压与故障分量电流相位差最小的特征进行定位。该算法基于工频量,对采样率要求不高,大量的ATP仿真试验验证了该算法的有效性。     

基于PMU的双端同步故障测距算法的研究

基于分布参数的线路模型,推导了双端数据同步采样的测距算法。该算法充分利用PMU测量数据的同步性,完全不考虑不同步采样角的影响,大大简化了测距过程,根据故障前系统的电压、电流相量对线路参数进行了修正,提高了测距的精度。结合PMU的配置方案,对线路两端均装有PMU和线路一端装有PMU两种情况进行了ATP仿真分析,仿真结果验证了算法的有效性,在两种情况下均能满足故障测距的精度要求。     

不受线路参数变化影响的故障测距原理研究

为解决由线路参数变化引起的故障测距不准确问题,提出了不受线路参数变化影响的故障测距新原理。该原理采用集中参数线路模型,由传统的故障点等电压原理推导出线路单位长度阻抗的表达式,通过序分量法从原理上消去单位长度阻抗得到测距方程,从而实现参数未知的故障距离求解。仿真计算结果表明,提出的新原理可靠有效,无需迭代搜索求解,测距精度优良,具有良好的实际应用价值。     

一种实用的新型高压输电线路故障双端测距精确算法

提出一种新型的高压输电线路故障测距的精确算法。该算法基于线路的分布参数模型,根据故障时沿线电压的分布规律,使用搜索迭代的方法计算出故障点的位置,不要求双端的数据同步,能消除过渡电阻的影响,且无需解长线方程,也不存在伪根的判别问题,具有较高的实用价值。EMTP仿真结果显示即使在较低的采样频率下该算法仍具有较高的精度。     

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。     

基于改进线路参数模型的配网电缆单相接地测距方法

基于构建的考虑多阶距离无穷小的配网电缆分布参数数学模型,提出一种基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距方法。该方法利用线路两端的电压、电流同步故障信息来定位配网电缆单相接地故障,通过最小二乘法和搜索法的仿真结果比较,选择测距精度更高的搜索法来作为测距方法。搜索法是在整条线路上从两端搜索计算零序电压值误差最小的对应距离,该距离即为实际故障距离。仿真结果表明,所提测距方法具有较高的测距精度,并且不受中性点运行方式、采样窗口、过渡电阻和故障位置的影响。     

带并联电抗器高压长线路的故障测距算法研究

为了改善超高压输电线路沿线电压分布和无功分布,减少潜供电流,加速潜供电弧的熄灭,限制系统过电压等,一般要安装并联电抗器.利用线路两端母线处的暂态电压电流进行故障测距,会因为并联电抗器的安装存在较大误差.本文基于线路的分布参数模型,考虑高压长输电线路两端电抗器的影响,构造了新的频域测距方程;为了消除线路参数的测量误差对测距结果的不良影响,把输电线路的长度、电阻、电感等参数与故障距离—同作为未知参数,建立线路故障网络的频谱方程;然后提取故障暂态电压电流的工频信号与自由分量,并求解方程组;最后将该测距算法应用到带多个并联电抗器超高压长输电线路的故障测距.电磁暂态仿真程序仿真数据表明,该测距算法具有较高的计算精度,测距精度不受过渡电阻、系统不同步角的影响,具有较强的稳定性.     

基于参数修正的输电线路双端不同步测距方法

针对线路双端数据不同步与线路参数不确定性所产生的测距误差问题,提出了基于参数修正的双端不同步测距方法以实现输电线路发生非对称故障时的准确定位。该方法定义了线路参数修正系数,利用等值序网分析法消除了数据不同步角的影响,然后应用仿电磁学算法求解了所建立的故障测距方程组,得到了线路故障位置。仿真分析与实际线路的计算结果表明,所提方法不受线路参数变化的影响,利用故障后的双端不同步数据即可进行故障定位,具有很高的测距精度与可靠性。