现代行波故障测距系统的研制

介绍了一种采用现代行波故障测距技术的架空输电线路故障测距系统的构成、工作原理、功能配置及其在交直流输电系统中的应用实例。该系统由行波采集与处理系统、行波综合分析系统、远程维护系统以及公共电话网等4部分构成，并互集成了A，D，E等3种现代行波故障测距原理以及多种暂态行波波形分析方法。该系统可以同时采集8回线路的暂态电流(来自常规电流互感器二次侧)和暂态电压(来自专门研制的行波耦合器)信号。实际运行表明，该系统具有较高的准确性、可靠性、性能价格比以及较强的适应性和可维护性，其绝对测距误差可达200m以内。     

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用—A型原理

长期以来,对输电线路暂态行波现象的研究只停留在理论分析和EMTP仿真方面,而线路上的实际暂态行波波形要比通过仿真获得的暂态行波波形复杂得多,这使得迄今为止所提出的各种单端行波测距算法难以发挥作用。为了将利用故障暂态行波的A型单端现代行波故障测距原理更好地用于实测波形分析,将其划分为3种独立的运行模式,即标准模式、扩展模式和综合模式,并给出了各自用于实测电流暂态波形分析的典型实例。实测故障分析表明,A型现代行波故障测距原理具有很高的准确性,其绝对测距误差不超过500m。     

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用-A型原理

长期以来,对输电线路暂态行波现象的研究只停留在理论分析和EMTP仿真方面,而线路上的实际暂态行波波形要比通过仿真获得的暂态行波波形复杂得多,这使得迄今为止所提出的各种单端行波测距算法难以发挥作用.为了将利用故障暂态行波的A型单端现代行波故障测距原理更好地用于实测波形分析,将其划分为3种独立的运行模式,即标准模式、扩展模式和综合模式,并给出了各自用于实测电流暂态波形分析的典型实例.实测故障分析表明,A型现代行波故障测距原理具有很高的准确性,其绝对测距误差不超过500m.     

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用—D型原理

输电线路上的实际暂态行波波头总是存在一定的上升时间,这使得故障初始行波浪涌到达线路两端测量点的时刻难以被准确标定,从而导致现有的双端行波故障测距方法存在不可避免的测距误差。在分析D型双端现代行波故障测距原理及其准确性的基础上提出了带补偿量的D型双端行波故障测距算法,该算法利用故障初始行波浪涌波头起始点所对应的绝对时刻与测距装置直接检测到该行波浪涌到达时绝对时刻之间的相对时间差来对测距误差进行补偿。实测故障分析表明,D型现代行波故障测距原理具有很高的可靠性,其绝对测距误差不超过1km。     

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用--D型原理

输电线路上的实际暂态行波波头总是存在一定的上升时间,这使得故障初始行波浪涌到达线路两端测量点的时刻难以被准确标定,从而导致现有的双端行波故障测距方法存在不可避免的测距误差.在分析D型双端现代行波故障测距原理及其准确性的基础上提出了带补偿量的D型双端行波故障测距算法,该算法利用故障初始行波浪涌波头起始点所对应的绝对时刻与测距装置直接检测到该行波浪涌到达时绝对时刻之间的相对时间差来对测距误差进行补偿.实测故障分析表明,D型现代行波故障测距原理具有很高的可靠性,其绝对测距误差不超过1 km.     

行波测距在500kV变电站的应用及其存在问题研究

介绍了利用电流行波进行500 kV输电线路故障测距的方法,分析了目前电力系统故障定位最为准确的A型、D型行波测距原理.对两种算法的理论基础和应用条件进行了分析和讨论,并在该基础上分析了XC-21行波测距装置在500 kV交流输电线路上的应用和出现的问题及原因.     

基于行波原理的优化组合故障测距技术

对现代D型双端和A型单端输电线路行波故障测距原理的准确性和可靠性进行了综合评价。在此基础上,提出了基于这两种行波原理的优化组合测距思想,并成功用于实际故障暂态行波分析。与单独的D型或A型行波测距方案相比,本方案的最大优点是能够利用A型行波原理对D型行波原理给出的测距结果进行验证和校正,从而同时提高了测距可靠性和准确性。实际应用表明,优化组合行波测距方案是可行的,并且测距精度得到明显提高。     

行波故障测距及其应用

论述了双端和单端输电线路行波故障测距基本原理,在此基础上介绍了一种以D型为主、A型为辅的优化组合输电线路行波故障测距方案,通过两种行波测距原理的有机配合,不仅可以获得更为理想的测距效果,还可以进一步提高行波故障测距系统的性能价格比.同时介绍了行波故障测距系统的总体构成,即包括行波采集与处理系统、行波综合分析系统、远程维护系统以及通信网络4部分.另外还给出了优化组合行波测距方案在该系统中的应用实例.实际运行表明,采用优化组合行波测距方案,现代行波故障测距系统的测距误差能够达到200m以内.     

基于行波原理的优化组合故障测距技术

对现代D型双端和A型单端输电线路行波故障测距原理的准确性和可靠性进行了综合评价.在此基础上,提出了基于这两种行波原理的优化组合测距思想,并成功用于实际故障暂态行波分析.与单独的D型或A型行波测距方案相比,本方案的最大优点是能够利用A型行波原理对D型行波原理给出的测距结果进行验证和校正,从而同时提高了测距可靠性和准确性.实际应用表明,优化组合行波测距方案是可行的,并且测距精度得到明显提高.     

现代行波故障测距原理分析与评价

系统地分析了现代D型双端和A型单端输电线路行波故障测距基本原理，并从准确性、可靠性、经济性和适应性几个方面予以了综合评价。在此基础上阐明了两种行波原理相互配合使用的必要性，并提出了以D型为主、A型为辅的优化组合行波测距方案。     

An alternative approach to fault location on power distribution feeders with embedded remote-end power generation using artificial neural networks

In this paper, the design and implementation of a feed-forward artificial neural network (ANN)-based fault locator to classify and locate shunt faults on primary overhead power distribution lines with load taps and embedded remote-end power generation is presented. In the ANN algorithm, the standard back-propagation technique with a sigmoid activation function is used. The fault locator utilizes fault voltage and current samples obtained at a single location of a typical radial distribution system. The ANNs are trained with data under a wide variety of fault conditions and used for the fault type classification and fault location on the distribution line. A 34.5?kV distribution system is simulated using electro-magnetic transients program and their results are used to train and test the ANNs. The ANN-based fault locator gives high accuracy for the vast majority of the practically encountered systems and fault conditions, including the presence of load taps and the remote-end in-feed source.     

基于泄漏电流的高压电缆线路故障测距方法

为实现高压电缆线路短路故障发生后准确故障定位,提出一种利用故障通道泄漏电流的离线故障测距方法。该方法在短路故障发生后于电缆终端加直流电压,泄漏电流主要通过故障击穿通道沿金属护层流入两端接地点,在线路两端接地点检测护层电压,通过单位长度金属护层阻抗与泄漏电流和护层电压的关系,可计算出故障点位置。仿真结果表明,该方法能够有效的定位故障点位置,其相对误差不超过8%,绝对误差不超过50 m。     

基于小波分析的多尺度下综合行波故障定位

正确识别和检测线路故障后的行波信号是实现行波故障测距的关键。由于小波变换具有在时域和频域表征信号局部特性等性质 ,它适合检测故障行波这样的突变信号。通过分析三次B样条小波的特征 ,提出了综合考虑在不同尺度下小波分析结果 ,从而实现精确故障定位的方法。将该算法应用于新型故障测距装置中 ,其定位精度 <± 40 0m。     

基于GSM网络的输电线路故障在线监测系统

为克服根据行波传播理论考虑线路结构特点等进行检测和信号分析的传统输电线路故障定位方法易受线路具体情况和信号传播衰减、干扰的缺点,提出了基于GSM无线通信网络建立的输电线路故障监测系统。这种系统采用自制的电流传感器直接监测线路铁塔上流过的故障电流,经信号处理和识别后,通过GSM网络以短消息方式进行数据的无线通讯,以监测、定位输电线路故障。实验室冲击电流和工频放电实验证明自制电流传感器在0～500A的工频电流和0～2kA的冲击电流作用下,传感器和测量回路的误差均<±3%。开发的检测系统经过测试线路上试运行,证实了其可行性和运行稳定性。     

Accurate fault locator for EHV transmission lines based on radial basis function neural networks

This paper describes the design and implementation of an artificial neural networks-based fault locator for extra high voltage (EHV) transmission lines. This locator utilizes faulted voltage and current waveforms at one end of the line only. The radial basis function (RBF) networks are trained with data under a variety of fault conditions and used for fault type classification and fault location on the transmission line. The results obtained from testing of RBF networks with simulated fault data and recorded data from a 400 kV system clearly show that this technique is highly robust and very accurate. The technique takes into account all the practical limitations associated with a real system. Thereby making it possible to effectively implement an artificial intelligence (AI) based fault locator on a real system.     

基于相量测量的输电线路故障测距新算法

提出了一种新的基于相量测量的输电线路故障测距的自适应算法,对于单回线和同杆双回线均适用.该算法利用输电线路两端的电压和电流相量并采用集中参数模型对∏型等值线路的正序参数进行了在线计算以用于故障测距,解决了线路参数在运行过程中的不确定性问题.为了实现双端测距,通过故障前后线路两端的采样数据获取突变量,并采用对称分量和六序分量分别计算了单回线和同杆双回线的等效系统阻抗.大量的EMTP仿真计算结果和实际系统数据验证结果表明,该测距算法能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.     

GPS travelling wave fault locator systems: investigation into theanomalous measurements related to lightning strikes

A new fault location system based on the travelling wave principle and capable of locating faults on power lines to within ±one tower span (300 m) has been successfully developed and applied to BC Hydro's extensive 500 kV network. Unlike earlier schemes which are based on impedance measurements, its accuracy is not affected by load conditions, high grounding resistance and most notably series capacitor banks. This system measures the time of arrival of a fault-generated travelling wave at the line terminals using the precise timing signals from the Global Positioning System (GPS). Operating experience with the fault locator on lightning related faults indicated highly accurate results were obtained for the majority of the cases. In a few of the lightning-caused disturbances, the system gave anomalous measurements. This paper describes the operation of the system, summarizes the operating experience and explains the observed anomalous measurements     

基于小波分析的电缆故障测距

电力电缆日益广泛地应用于输配电系统，为了减少电缆故障停电损失，对电缆故障测距的精度要求越来越高，文中指出了传统的脉冲电流测试法（ICE）电缆故障测距存在误差的原因，提出了电感式脉冲电流测试法（IICE），运用小波分解和重构实现信号滤波，再利用多尺度边缘检测理论实现电缆故障测距算法，EMTP仿真和模拟试验表明：IICE测试法消除了传统的ICE测试法反射脉冲识别带来的误差；基于小波分析的电缆故障测距算法是精确的，其测距误差不大于1个采样距离。