配电线路接地故障定位传递函数法的理论分析

对当前配电网难以解决的接地故障定位问题提出新的解决办法———传递函数法。阐述了应用于配电线路故障定位的传递函数理论 ,给出了传递函数的定义 ,并详细推导了三相配电线路接地故障定位的传递函数表达式 ,通过对理论公式的数值计算 ,证实了配电网接地故障定位的传递函数法是切实可行的。     

配电网传递函数故障定位法的判据分析

针对配电网的单相接地故障定位问题,提出了传递函数故障定位法。阐述了应用于配电网故障定位的传递函数法的原理,给出了单相和三相配电线路接地故障定位的传递函数公式。重点分析了依据传递函数波形的频率、相位和幅值特征进行故障定位的判据,从理论公式的数值计算和实际线路仿真两方面论证了判据的可靠性,从判据在实际的分支辐射状配电网中的应用论述了判据的有效性。证明了配电网传递函数故障定位法是切实可行的。     

基于频域分析的配电网分支故障定位

在已经提出的配电网接地故障定位的加信传递函数法的基础上,根据所得传递函数频域波形特性与配电线路结构的关系,提出了配电网接地故障定位的分支故障信息法。该方法利用数字信号处理手段提取线路接地故障分支的故障信息来作为进行接地故障定位的判据,从而较准确地判定故障位置。以实际线路演化来的线路模型为例进行了仿真计算和测距方法介绍,结合实际理论分析证实了本方法的有效性。完善了已经提出的配电网接地故障定位的传递函数法的分支定位问题。     

基于频域分析的配电网分支故障定位

在已经提出的配电网接地故障定位的加信传递函数法的基础上,根据所得传递函数频域波形特性与配电线路结构的关系,提出了配电网接地故障定位的分支故障信息法.该方法利用数字信号处理手段提取线路接地故障分支的故障信息来作为进行接地故障定位的判据,从而较准确地判定故障位置.以实际线路演化来的线路模型为例进行了仿真计算和测距方法介绍,结合实际理论分析证实了本方法的有效性.完善了已经提出的配电网接地故障定位的传递函数法的分支定位问题.     

配电网接地故障定位传递函数法的试验

配电网接地故障定位的传递函数法采用了注入高频信号获得故障信息的手段。大量仿真计算结果显示，该方法对配电网接地故障定位具有一些其他方法所不具有的优点，故对该方法进行了实验室线路模拟试验来进一步探讨论证。文中介绍了传递函数法试验线路模型，并对试验结果采用数字信号处理等手段进行了分析，将分析结果与已经获得的结论进行对比，验证了该方法的有效性，从而用试验手段证明了传递函数法在配电网接地故障中是切实可行的，为传递函数法的实际应用进行了试验性的基础准备工作。     

基于电磁时间反演P范数判据的配电网故障定位

目前电磁时间反演(electromagnetic time reversal, EMTR)多应用在单一线路故障定位,且现有判据在高阻抗接地情况下效果不理想。针对上述问题,基于EMTR故障定位原理和均匀传输线理论推导了传播过程中线路故障信号与测量信号的传递函数,根据传递函数的相关性提出了P范数判据。利用ATP-EMTP搭建10 kV配电网线路,对比了2范数与P范数判据在复杂配电网中的定位性能,并验证了所提判据在混合配电网线路的适用性。最后,分析了配电网发生低阻抗及高阻抗接地故障下P范数判据的鲁棒性。仿真结果表明,该方法在过渡电阻高达3 kΩ的情况下能准确定位,且定位精度高,受噪声、故障类型和采样频率的影响小。     

多分支配电网接地故障定位的特征向量法

在配电网接地故障定位传递函数法的基础上,提出了一种能够方便应用于多分支配电网接地故障定位的新方法——特征向量法。该方法利用数字信号处理手段获得具有一定分支结构的配电网的传递函数频谱特性,通过对频谱特性的进一步处理,获得故障线路中故障和分支的信息,并将这些信息转化为故障特征向量。对于某一固定分支结构的配电网,利用该方法建立各种故障特征的数据库,形成数据库专家咨询系统,以实现对多分支配电网接地故障的定位。     

中性点不接地系统单相接地故障区段在线定位

为缩小线路维护巡视范围、快速定位配电网故障线路,提出以图和树的结构表示和处理配电线路区段信息的方法。通过分析中性点不接地电网单相接地故障机理,给出了故障区段计算定位法和推理规则判定法,明确指出故障区段边线。实践结果表明,所提出的故障区段定位方法,可在线求解中性点不接地电网单相接地故障区段边线问题。     

基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法

为解决配电网接地故障的定位难题,在分析配电网接地故障行波零模与线模分量传输特性的基础上,提出了一种配电网接地故障定位新方法。该方法采用合适的小波变换标定零线模行波波头,并根据配电网故障行波历史数据拟合零线模时间差与故障距离、零线模时间差与零模波速的对应关系曲线,然后据此关系曲线提出了基于零线模传输时差的故障区段判别方法,最后研究了基于双端行波零模分量的配电网故障精确定位新方法,可在线路接地故障情况下准确判别故障区段并精确计算故障点位置。该方法具有较高的定位准确度,可有效解决配电网接地故障定位难题,仿真分析验证了该方法的有效性和准确性,有望在配电网中得到实际应用。     

可适应线路结构动态变化的有源消弧算法

小电流接地故障发生后,为使有源消弧法在配电网线路可能发生切换的情况下仍具有良好的消弧性能,提出了能适应线路结构动态变化的有源消弧算法。故障发生后,注入电流并测量母线零序电压,计算接地电阻。在接地电阻较大时,忽略线路压降,控制故障相电压为0,即采用电压消弧法;在接地电阻较小时,利用配电网自动化装置计算故障后配电网零序导纳,控制故障点电流为0,即采用电流消弧法。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理

针对串补给线路距离保护带来的超越误动问题,提出了一种基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理。该原理将安装于线路一侧的串补装置作为线路保护范围的异构边界,利用单端测量信息构建R-L微分方程求解故障距离,并采用最小二乘算法对故障距离进行拟合估计,根据测距结果的拟合误差可以判断故障点与串补电容之间的相对位置关系,从而实现串补线路的全线速动保护。所提方法应用等传变理论克服了电容式电压互感器暂态传变误差以及线路分布电容对故障测距精度的干扰,仿真表明能够在40 ms内快速切除串补线路的内部故障。     

Characterization and modeling of in-building power lines for high-speed data transmission

This paper analyzes the characteristics of power lines in Singapore residential network in order to develop a channel model suitable to simulate its behavior for high-speed data transmission. The channel model, which describes the transfer function and noise characteristics of typical in-building power line channels in a frequency band from 1 to 10 MHz, is developed and tested through software simulation and hardware implementation. The transfer function is described by an echo model and the noise spectrum is derived statistically from measurements on actual power lines. Some measurement results on power line impedance, noise and attenuation are presented. The results are based on measurements between line and neutral conductors in a 230-V power line network. From the results obtained so far, the impedance, noise and attenuation of power lines exhibit variations with frequency, time and location.     

A novel principle of single-ended fault location technique for EHV transmission lines

A new fault location principle using one terminal voltage and current data for EHV transmission lines is described in this paper, which is based on distributed parameter line model, breaking through the traditional single-ended fault location ideas. The voltage profile along the healthy line could be calculated using single-ended voltage and current data; however, the voltage profile behind the fault point is not true for a faulted line. Even though, notice the fact that the norm value of derivative function of the "fictitious profile" to distance is minimum at fault point, based on which the fault location function is constructed. The numerical algorithm is also described; this principle is proved by EMTP simulations to be immune to fault resistance, fault types, and fault inception angle. Theoretically, the accuracy of the principle is proportional to the sampling rate of the locator.     

Fault Location for Single-Circuit Line Based on Bus-Impedance Matrix Utilizing Voltage Measurements

Diverse transmission line fault location algorithms have been proposed in the past depending on measurements available. Existing algorithms usually require measurements captured from buses of a faulted line. By taking advantage of the bus-impedance matrix technique, this paper presents a possible fault location approach for single-circuit lines utilizing only voltage measurements from one or two buses, which may be distant from the faulted line. With the addition of a fictitious bus where the fault occurs, the transfer impedances of this bus and other buses are revealed as a function of the fault location. Based on the relationship between the bus voltage change due to fault and the transfer impedance, the fault location can be derived. Shunt capacitance of the line is ignored first and then fully considered based on distributed parameter line model. Electromagnetic transients program simulation studies have shown quite encouraging results.     

基于多导体传输线模型的单相变压器绕组中放电的距离函数法定位

基于多导体传输线理论建立放电脉冲信号在大型单相变压器绕组中的传输模型.结合真实变压器绕组的具体结构,在频域仿真计算了绕组不同位置注入放电脉冲电流时其首末端的电流传输函数比曲线.根据绕组电流传输函数比曲线的可分性,采用距离函数法实现了变压器绕组中局部放电的电气定位.该方法根据实测与仿真传输函数之间的距离函数大小判断放电位置,180匝连续式单绕组和400kV单相变压器的模拟定位试验验证了该方法的有效性.     

基于双曲正切函数相位特性的高压长线路故障测距新算法

提出一种基于双曲正切函数相位特性高压长线路故障测距新算法,其在将故障位置作为已知条件看待并引入参考点与之匹配的思想基础上,构建了一个和双曲正切函数具有相同相位特性的测距函数。根据所取参考点与故障点相匹配时测距函数相位等于零这一特征进行定位。该方法理论上不存在伪根,所需运算量远小于传统方法的运算量,能有效克服传统方法存在的测距精度和测距速度此消彼长的矛盾。EMTDC仿真结果表明,该方法不受过渡电阻、故障位置和故障发生角等因素的影响,在线路参数严重不均匀情况下依然保持较高的测距精度,具有较好的鲁棒性。     

配电网故障测距综述

配电网故障测距一直是电力系统中的难点,为找到切实可行的解决方案,针对配电网不同于高压输电线路的特点,诸如混合线路、线路分支多、线路短等,对现有的各种测距方法进行了归纳总结。结合配电网故障测距的新动向,对混合线路配电网的未来测距方向进行了初步探讨,但该解决方向的可行性和实用性还需要更多的理论和实践支持。