交叉互联电缆行波故障测距的研究

交叉互联电缆护层的交叉互联点和直接接地点行波波阻抗不连续,行波的折反射比较复杂,行波测距时无法识别出故障点的反射波和电缆对端反射波。通过分析电缆各个模量参数的特性,给出了电缆故障类型的判据,提出以电流模量4作为行波测距信号的行波测距算法,有效解决了行波在交叉互联电缆上折反射复杂给行波波头识别带来的干扰问题以及第二个反向行波的判别问题。在ATP-EMTP中建立220 k V电缆系统的仿真模型,仿真结果表明该测距算法可行性好,测距精度高。     

高压电缆护层交叉互联时的行波故障测距

为研究采用三相护层交叉互联方式的高压电缆线路的行波测距方法,讨论了裸露高压电缆(电缆沟或隧道敷设)的相量参数和模量参数的计算方法。通过分析模量参数的特征,将电缆中的模量分为内模量和外模量,分别计算了直埋电缆和裸露电缆的内、外模量波速,计算表明裸露电缆的外模量波速高于内模量。电缆护层交叉互联时,内、外模量会因行波折反射而相互转化,波速较快的外模量会对内模量波头造成干扰,给裸露电缆的双端行波测距造成影响。理论分析和数值计算表明,采用三相芯线电流之和作为行波测距信号,可有效消除外模量干扰,大大加强内模量波头特征,有利于提高行波测距准确度。     

基于护套电流和的110 kV GIS终端电缆行波故障定位研究

为了在不拆开GIS替换原有电磁型电流互感器的条件下仍能够采用行波法对电缆进行在线故障定位,以110 kV交联聚乙烯绝缘皱纹铝护套电力电缆为原型,研究故障暂态电流行波在护套交叉互联电缆中的传播特性。提出利用三相护套电流和作为行波测距信号,其在护套交叉互联点和护套接地点处大小不发生变化,且主要成分为传播特性稳定的模量。在PSCAD/EMTDC中建立电缆系统模型进行各种故障电阻和故障距离的仿真,采用小波变换模极大值进行波头识别,故障测距结果都表明该方法可行并具有较高的准确性。     

基于无监督学习的交叉互联电缆行波测距方法

为提高交叉互联电缆故障测距精度,提出了一种基于无监督学习的交叉互联电缆行波测距新方法。首先结合直埋敷设方式的实际工程背景分析了电缆各个电流模量之间的关系,给出了采取三相护层电流之和作为故障测距信号的依据。其次,通过无监督学习的主成分分析法对由直接接地箱和交叉互联箱中采集到数据组成的高维矩阵降维,采用密度聚类算法对降维后的样本进行聚类。最后选取含样本量最少的簇类所匹配的区段为故障区段并用双端测距公式测距。PSCAD仿真结果表明,所提方法可避免交叉互联点对护层电流行波的影响,使得故障测距在不同故障距离下仍有较高的准确度和可靠性,且不受过渡电阻的影响。     

利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距

与架空线路相比,电缆线路行波色散更为严重,其行波波速度的确定及故障行波波头到达时刻的精确标定更为关键。将单端行波暂态信号进行小波分解并重构为多个频带的时域信号,采用相关分析计算每一个频带下2个波头的相关系数,选择相关系数最大的频带为特征频带,并利用特征频带的中心频率计算电缆行波波速。在特征频带内利用时域变换的TT算法,对行波波头到达量测端的时刻进行精确标定。由此构建了基于故障特征频带和TT变换的电缆线路单端行波测距方法。大量高压电缆故障测距的电磁暂态仿真结果表明,该方法有效,测距精度高。     

交联聚乙烯电缆故障行波测距新方法研究

本文为解决传统行波测距方法中,直流分量对交联聚乙烯(XLPE)电缆的损害以及故障检测成功率不高的问题,通过分析冲闪法和直闪法测距技术存在的问题,发现了行波测距检测的是电力电缆故障点放电产生的脉冲行波信号,而非注入的高压脉冲信号,得出了脉冲和直流高压的击穿能力依赖于储能电容的容量,输出电流不能有效保证故障点低阻状态等重要结论,并提出了"交流高压闪络法"作为XLPE电缆测量方法,即采用高压交流电源击穿电缆故障点,能够提供持续的大电流,保证故障点持续放电。通过仿真分析和工业实验,证明了本方法的有效性,提高了测距的准确性和可靠性。     

小波包提取算法和相关分析用于电缆双端行波测距

由于故障行波传播色散的影响,确定行波到达时刻和选择行波波速一直是电缆行波测距的难题。针对以上两个问题,提出了基于小渡苞提取算法和相关分析的电缆双端行波故障测距方法。该方法将暂态行波信号通过小波包分解为不同的频带,然后提取能量相对集中的频带进行小波包重构。在该频带,线路的衰减系数和波速都可近似为常数,因此电缆两端的重构波...     

利用暂态电流行波的输电线路故障测距研究

高压输电线路发生故障后的暂态电流行波中包含故障距离信息,它可用于实现精确故障测距,利用电流行波实现测距存在的问题是：电流行波无方向性,可能造成测距失败。针对这个问题,提出了基于小波变换模极大值的波形比较法,同时提出了行波测距的新算法－－小波变换法,ＥＭＴＰ仿真结果表明：文中所提理论和方法对于实现利用电流行波的故障测距是正确的和有效的。     

高压电缆金属护套交叉点行波折反射的规律

高压电缆的金属护套交叉互联导致行波在多个波阻抗不连续点产生了复杂的折反射行为,这对高压电缆线路的行波故障测距产生很大的影响。为研究高压电缆中行波的折反射规律,在波动方程的基础上,从独立的模量域推导出多导体系统在相量域的波阻抗矩阵,并利用相量域的波阻抗矩阵求解出折反射系数矩阵。此折反射系数矩阵表征了行波在护套交叉点的折反射规律。EMTDC仿真结果验证了所求取的折反射规律的正确性。进一步的理论计算和仿真试验表明,经多次折反射,行波线模总量保持不变,且三相线模含量存在着趋于一致的规律。     

35 kV电力电缆在线故障测距仿真研究

以35 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆为原型,用电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC建立了35 kV电力电缆系统模型,对不同中性点接地方式下的故障电流波形特征进行仿真,结果表明中性点非有效接地电缆系统也能产生有效的故障行波。文章分析了影响电力电缆在线故障测距精度的因素,采用小波变换局部模极大值法来检测故障行波的突变点,用建立的电缆系统模型进行了多种故障条件的仿真和在线测距计算,验证了行波法在线故障测距的可行性,并对双端和单端故障测距算法的具体应用提出了建议。     

线缆混合输电线路故障组合行波测距方法及影响因素研究

电缆-架空线混合输电线路的故障暂态行波具有复杂多变的传播特性。通过理论分析和仿真验证,深入研究电缆-架空线混合线路故障暂态行波的产生机理及传播特性。并基于此阐明混合线路的单双端组合行波测距原理,详细探究了过渡电阻、故障初始相角、故障类型、故障距离对混合输电线路故障电压行波、电流行波的传播特性及组合行波测距精度的影响。同时计算分析了电缆金属屏蔽层单端接地线上的故障电流随故障距离的变化关系。过渡电阻、故障初始相角、故障类型对220 kV电缆-架空线混合线路的故障电压行波、电流行波幅值有显著影响,但对行波的第一个波头到达线路两端所需时间无影响。不同故障位置下,混合线路故障行波的幅值及第一个波头到达两端所需时间不同。电缆金属屏蔽层采用单端接地方式时,电流行波幅值随电缆故障距离增大呈非线性单调递减的特性。     

基于零模线模时差的配电网双端行波故障测距

快速、可靠定位配电网单相接地故障是提高配电网供电可靠性的重要技术手段。现有单相接地故障定位技术实用效果较差,过电压时间较长导致电缆相继燃烧的情形屡见不鲜。文中首先分析行波测距技术在配电网单相接地故障定位中的适用性;然后,利用模量分析法分析配电线路单相接地故障时暂态零模和线模行波的故障特征,提出基于零模线模时差的双端行波测距算法;最后,基于配电网仿真模型,对比分析所提算法与现有算法的单相接地故障定位精度,验证所提算法的有效性和优越性。仿真结果表明,所提算法不受过渡电阻影响、无需对时同步且不受行波波头折反射影响,具有较好的工程应用前景。     

同杆双回线路行波故障测距的关键问题研究

为了提高同杆双回线路行波故障测距的准确度,针对故障行波选取和行波检测,提出了一种新的故障行波选取方法和行波检测方法。同杆双回线路各相线间耦合复杂,经传统相模变换后的多模分量传播特性差异较大,采用一种新的相模变换,找出多模分量传播规律,解决了故障行波选取困难的问题。当前行波检测方法存在一些技术缺陷,将参数优化的变分模态分解和Teager能量算子相结合应用于行波检测,实现了行波检测方法的自适应性,具有较好的检测效果。采用双端行波测距算法计算故障位置,大量的仿真结果验证了所提方法的可行性和测距结果的准确性。     

基于双端行波法的电缆线路短路故障定位改进

为实现电力电缆线路上的短路故障精确定位,对双端行波法故障定位原理进行了改进。使用仅需要本地时钟同步的方式替代传统的远距离双端同步方式,从原理层面解决了双端行波法的同步问题,改进后的故障定位方法只与故障行波到达电缆线路两端监测点的时间差有关。并且用归一化的故障点判据代替具体的数值判据,从而降低了对线路电气参数精准性的依赖。因此,改进后的方法有更高的故障定位精度。用PSCAD软件对双端结构的电缆线路进行了仿真,结果表明改进后的方法具有更高的定位精度,且在任意故障点位置条件下的故障定位精度优于传统的双端行波法。     

基于双端行波法的电缆线路短路故障定位改进

为实现电力电缆线路上的短路故障精确定位,对双端行波法故障定位原理进行了改进。使用仅需要本地时钟同步的方式替代传统的远距离双端同步方式,从原理层面解决了双端行波法的同步问题,改进后的故障定位方法只与故障行波到达电缆线路两端监测点的时间差有关。并且用归一化的故障点判据代替具体的数值判据,从而降低了对线路电气参数精准性的依赖。因此,改进后的方法有更高的故障定位精度。用PSCAD软件对双端结构的电缆线路进行了仿真,结果表明改进后的方法具有更高的定位精度,且在任意故障点位置条件下的故障定位精度优于传统的双端行波法。     

基于小波变换的煤矿电缆行波故障测距的研究

矿井配电网是单端供电系统,其中性点不接地或通过消弧线圈接地,当出现单相接地故障时,由于故障电流微弱,故障点位置很难查找。为解决这个问题,采用行波测距法通过检测故障点初始行波和故障点二次反射波分别到达母线检测点的时间来进行故障测距,该算法极大的提高了测距的可靠性。仿真结果证实了该方法的有效性和可行性。     

一种无需参数整定的混合线路故障行波定位方法

为解决混合线路故障行波定位中行波波速与线路长度参数整定的难题,论文分析了混合线路中故障行波的传输特性,提出了一种无需参数整定的故障行波定位方法。该方法在线路不同位置设置多个模拟故障点,依次试验测试或仿真测试线路上各个模拟故障点产生的故障行波传输到该线路首端与末端的时间差,构建基准行波时差数组;当线路实际发生故障时,由行波采集装置测量行波信号到达线路首端与线路末端的时间差,与基准行波时差数组中各元素比较,判别故障区段;并计算故障点在故障区段线路的相对位置,根据各杆塔或电缆接头的位置确定故障点准确位置。仿真结果表明该方法无需整定线路长度和行波波速,且定位结果不受线路弧垂的影响,具有算法简单、实用性强、定位精度高的优点。     

一种基于Hilbert-Huang变换的电力电缆故障测距方法

为了提高电力电缆故障测距的灵敏性和准确性,提出一种基于Hilbert-Huang变换的电力电缆故障测距方法。针对电缆故障时暂态行波信号奇异性不明显问题,HHT能在不需要选择基函数的条件下对信号进行自适应时频分析,应用经验模态分解(EMD)方法对信号进行唯一分解。EMD能在保持信号良好的时域特性和频域特性的同时得到信号的时频和能量分布关系,有利于提取信号的奇异性,进而减小测量误差。通过不同方法对故障进行数值仿真测距,仿真结果表明HHT故障测距方法具有很好的优越性。