基于行波全景故障特征自辨识的高阻接地故障检测方法

受故障信号微弱、配电网存在噪声干扰等因素的影响,高阻接地故障情况下行波波头提取和检测困难,导致基于行波信号的高阻故障检测方法可靠性不高。针对上述问题,提出一种基于行波全景故障特征自辨识的高阻接地故障检测方法。首先,借助行波全景波形对高阻接地故障与正常暂态扰动电压行波信号的时-频差异性进行分析;然后,搭建卷积注意力模块-卷积神经网络（convolutional block attention moduleconvolutionneuralnetwork,CBAM-CNN）模型,使其较传统的卷积神经网络（conrolutionneralnetwork,CNN）模型更具抗干扰能力,将行波全景波形以灰度图形式输入卷积神经网络,实现对多维故障特征的提取与利用;最后,在PSCAD上搭建10 kV配电网模型进行各种故障条件下的仿真分析。结果表明：所提方法能够可靠检测高阻接地故障,抗噪性能良好,且不受故障位置、过渡电阻、初相角的影响,大大提高了基于行波信号的高阻接地故障检测方法的可靠性与灵敏性。     

CSC-HVDC输电线路单端行波自动故障定位方法

传统行波故障定位方法有行波波头难以识别,无法实现自动化的固有缺点,为此,基于直流线路发生故障时,线路两侧的直流滤波器和平波电抗器组成的物理边界会对电压行波中的高频信号产生全反射,而且高频电压行波在故障点折射强于反射的特点,采用线路的分布参数模型,提出了一种高压直流输电线路单端行波自动故障定位方法。该方法用线路高频电压分量和高频电流分量计算沿线电压分布,识别出前行波和反行波的最强叠加点即可实现故障定位。此方法避免了传统行波测距中需要人工识别行波波头的缺点,所需数据窗短,测距特征明显易于实现自动化,仿真验证表明该方法定位精度高,1 000 km线路最大测距误差仅为800 m,且不受过渡电阻的影响。     

基于行波全波形主频分量的单端定位方法研究

针对线路参数依频变化导致的时域行波波头畸变无法精确标定,传输波速无法准确计算的难题,提出一种基于行波全波形主频分量的单端定位方法。该方法选取广义Morse小波刻画故障行波的时频谱,获得行波全波形,多维度展现故障信息;定性分析行波波头衰减和传输波速的依频变化特性;定量计算全波形各频段能量,提取能量最大的频段,作为行波全波形主频分量;利用Teager能量算子增强波头突变特征,精确标定行波全波形主频分量下初始波头和第二反射波头对应时刻,准确计算主频分量对应的传播速度,实现基于行波全波形主频分量的单端行波定位。PSCAD仿真结果表明,所提定位方法具有较强的算法适应性,通过提高波头标定精度和传输波速计算准确性,有效提升单端行波定位方法的可靠性与精度,定位绝对误差小于120m。     

输电线路单端故障定位的阻抗-行波组合算法

为了提高输电线路单端故障定位的可靠性和精确性,提出了集测量阻抗法与行波法于一体的阻抗-行波组合算法。由测量阻抗法粗略地计算故障点位置,由该距离分别确定故障点反射波和对端母线反射波到达观测母线时刻的区域,分别在相应的区域内检测故障点反射波和对端母线反射波到达观测母线的准确时刻,并根据检测结果进行故障定位。该算法中测量阻抗法保证可靠性,行波法提高精确性,两者具有优势互补性。仿真试验验证了所提出的组合算法的正确性。     

输电线路单端故障定位的阻抗-行波组合算法

为了提高输电线路单端故障定位的可靠性和精确性,提出了集测量阻抗法与行波法于一体的阻抗-行波组合算法.由测量阻抗法粗略地计算故障点位置,由该距离分别确定故障点反射波和对端母线反射波到达观测母线时刻的区域,分别在相应的区域内检测故障点反射波和对端母线反射波到达观测母线的准确时刻,并根据检测结果进行故障定位.该算法中测量阻抗法保证可靠性,行波法提高精确性,两者具有优势互补性.仿真试验验证了所提出的组合算法的正确性.     

单-多端行波组合的配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端相结合的配电网单相接地故障行波定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距,并进行信息融合,得出最终定位结果。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

基于初始反极性行波检测的单端故障测距算法

从正、反极性初始故障行波综合利用的角度,提出了检测初始反极性行波实现单端故障测距的新算法.初始反极性行波检测过程中所受干扰相对较少,检测可靠性较高,并且其出现时刻与故障点位置具有特定的分段线性关系.通过“三一类”母线(测量端本端为三类母线,对端为一类母线)初始反极性行波的特征分析并辨识其出现时刻,结合初始故障行波,可有效确定该母线类型下故障点所属线路区段和第2个波头性质,并可初步测量出故障点的位置,依此构造稳定可靠的单端行波测距算法,并确定故障点的精确位置.该算法利用初始正、反极性行波波头,检测可靠性相对较高.仿真验证表明,该算法可有效确定故障点的位置,并将显著提高单端行波故障测距的适应能力及准确性.     

基于整个电网行波时差的故障定位方法

在分析电网故障行波传输特性的基础上提出了一种基于整个电网行波时差的故障定位方法。该方法在整个输电网中的部分变电站安装行波定位装置,线路故障后各行波定位装置检测并记录初始行波的到达时间,由主站根据整个网络中所有初始行波到达时间和线路长度来辨别有效行波时间,并根据所有有效行波时间来进行综合故障定位。与基于单条线路故障信息的行波定位不同,该方法在故障线路端定位装置故障、启动失灵或记录错误时间后仍能可靠定位。理论分析和仿真结果表明,该方法可以在使用较少的行波定位装置的情况下对电网中所有输电线路进行可靠、准确的故障定位,有助于进一步提高行波故障定位的可靠性和经济性。     

基于行波传感器的输电线路故障定位方法研究

电容式电压互感器高频响应特性差，满足不了对电压行波测量的要求。该文利用测量电容式电压互感器（CVT）的入地电流行波来检测线路电压行波，设计了行波传感器，提出了硬件行波波头检测方法，并应用于基于整个电网的行波故障定位。仿真分析及装置实验测试表明：该方法实现简单、安装方便、鲁棒性强、定位精度高。该技术巳申请国家发明专利。     

基于单端电流的双回线时域故障定位方法

提出一种用单端电流实现双回线故障定位的时域方法。双回线能够分解为同向网和环流网，由于环流网是故障分量网络，且两端母线处电压为零，所以在环流网中，用单端电流量只能真实地计算出本端到故障点间的沿线电压分布和电流分布，而用某点的计算电压分布作为激励，并考虑到对端电压恒为零的条件，可以算出该点对对端线路的注入电流。在已知线路任意点的左右侧注入电流的情况下，可以根据故障点边界条件搜索出故障点。仿真结果证明了该方法的准确性和有效性。     

±800kV直流输电线路单端行波故障定位的红绿色彩模式检测

不同于交流系统,直流母线上只有直流输电线路一回线路,线路故障单端行波定位原理不会受母线上其他线路的影响,也不存在单相电压过零点附近发生故障和两相电压相等附近发生相间故障时,初始电压行波为零或很小的问题。直流输电线路两端平波电抗器和直流滤波器构成现实的物理边界,故障电压行波在该边界处的反射系数为正且接近于1。将直流线路正、负两极故障电压行波分别映射到红、绿两个颜色通道,形成红绿色彩模式图,其颜色突变点对应于故障行波波头到达量测点的时刻,颜色突变的方向对应于波头的极性,即红色突变对应正极性浪涌,绿色突变对应负极性浪涌。根据故障点反射波与初始行波的颜色突变方向相反,对端边界反射波与初始行波的颜色突变方向相同,来识别故障位于近端1/2线长之内或之外,以及第二个波头的性质。利用图像的边缘检测方法完成故障行波奇异性检测,藉此实现单端行波定位。该方法不需要对故障行波进行小波变换,简单,直观。大量仿真试验表明该方法正确有效。     

单端行波法应用于输电线路故障测距的研究

单端法是利用电压及电流行波进行线路故障测距的方法,通过测量故障产生的行波在故障点及母线之间往返一趟的时间来计算故障距离,并对单端行波法各种计算方法的理论基础和应用条件逐类进行了分析、对比和讨论,在此基础上总结得出了各测距算法的优点及存在的问题,指出了每种算法的适用范围和应用局限性,对影响行波法测距精度的因素也做了分析。最后,对输电线路故障测距的研究及应用前景进行了展望。     

基于可变行波辨识时窗的单端故障定位方法

提出了一种基于改进分布参数法的可变时窗单端行波故障定位方法。该算法通过对端系统阻抗的在线估计,构建改进的分布参数法,改善常规方法误差分布的不规律性,提升依据工频量定位误差构建组合定位算法的可行性。探索改进分布参数法的定位误差分布,根据故障条件和误差规律计算可变的故障距离窗口,由此划定行波反射波辨识的可变时窗。基于该时窗,综合考虑测量本端和对端的母线接线方式、相邻母线反射波的影响等因素,构建可变时窗内的故障行波反射波辨识方法及定位方法。仿真验证结果表明,该方法提高了组合定位方法的可靠水平,故障定位精度较高,具有一定工程应用价值。     

基于故障电流分布因子的单端故障定位方法

为了实现电力电缆的精确定位,提出了一种基于故障电流分布因子的单端故障定位方法。该方法首先根据Kirchhoff电压定理对电力系统等效模型建立表达式,然后检测线路单端三相电压、电流的正序、负序以及零序分量,接着引入故障电流分布因子,用故障类型的加权系数以及故障电流增量值替代故障电流,建立故障定位函数,最后检测出故障距离。仿真实验表明该方法鲁棒性强且具有较高的精确性。     

基于时频域行波全景波形的配电网故障选线方法

为提高配电网单相接地故障选线的准确性和可靠性,提出一种基于时频域行波全景波形的配电网故障选线方法,融合全景故障特征量实现可靠配电网选线.首先,利用S变换提取各条线路时频域行波全景波形,真实展现故障行波全景特征量,详细分析故障线路和健全线路行波全景波形中幅值、频率和极性的差异性和相似性;然后,利用波形相似度原理,对故障线...     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。     

基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法

配电网多为树形结构,分支多,单端定位或双端定位方法都很难准确定位故障。针对B型行波和配电网树形结构,提出了一种多端行波故障定位方法。该方法利用接地故障时刻产生的行波第1波头到达配电网线路各末端的时刻进行故障定位。利用行波故障定位基础理论,建立了多端行波故障定位的理论依据,考查了定位方案在配电网中的优越性。采用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方案在配电网中遇到的各种情况进行了仿真分析。仿真结果表明,在配电网单相接地故障定位中,多端行波定位法只利用接地故障初期很短时间内的暂态行波信号,接地故障后期的故障发展情况对开始的暂态行波信号并无影响,所以运用多端行波定位法能够快速准确地找到故障点。     

一种不受波速影响的单端行波测距方法

分析了架空线路发生故障后行波的传播过程以及行波折、反射原理。针对双端测距的不足提出了一种基于分析单端行波前三个波头的故障测距新方法。首先,在线路两端安装实时通信装置,根据两端的第一个波头的到达时间先后识别故障点离两端母线哪一端更近,然后利用单端行波测距方法记录M端母线接收到的前三个波头到达的绝对时间,确定故障点类型,经过数学变形消去会对测距结果产生误差的主要影响因素行波传播速度 ,求出故障点位置。所提方法避开了单端行波测距中区分第二个波头性质的难题,消除了双端原理测距中线路两侧准确时间同步问题对测距精度的     

基于行波相关特征的环形电网故障定位方法

由短距离、高电压等级输电线路构成的城市环网,在发生故障时的故障行波特征相对复杂.通过研究环形电网发生接地故障后的故障行波传播特征,提出一种环形电网故障定位方法,该方法采用小波法提取各母线节点在故障后的行波特征量,根据各母线节点初始波头时间关系,寻找到一段非故障线路,并根据各母线波头时间确定故障线路,对于复杂的母线近区故...     

基于故障距离区间的混联线路单端行波测距

架空线–电缆混联输电线路发生故障时,单端故障行波难以辨识,无法直接用以定位故障点。为提升单端量测距的实用性,提出一种基于故障距离区间的混联输电线路单端行波故障测距方法。首先,利用基于单端工频量的逐段推演故障区段法,初步划定故障距离区间,并通过在线估算对端等值阻抗以确保所划定的区间的正确性;然后,分析划定的区间内的行波传播规律,构建故障点精确定位方法,针对区段连接点邻域内故障的特殊场景,提出连接点故障识别判据和故障区段判据;最后,通过剔除待辨识波头所在区间内的干扰波确保算法精度和可靠性。仿真结果表明,该方法测距精度高,不存在区段连接点邻域测距死区,通用于多段混联输电线路,具备较高的实用价值。