基于基频电气量的输电线路故障测距的滤波探讨

对于采用基频电气量进行输电线故障测距的方法,基频分量提取的精度与故障测距的精度有着直接的关系.本文总结了故障测距过程中遇到的问题及解决方法,通过对不同滤波器的性能的比较,发现故障测距中,滤波的作用非常大.测距结果表明,当电力系统中存在着大量的非周期分量和高次谐波时,只有当滤波的精度满足一定的要求后,故障测距的精度才能完全满足现场要求.     

基于在线计算线路分布参数的故障定位方法

为了提高测距精度,提出了一种不需要双端电压电流同步测量的分布参数模型故障测距算法。该算法根据故障后沿线电压的分布规律,在不要求双端数据同步时,利用线路两端故障前电压和电流相量在线计算线路参数;使用一维搜索方法算出故障点的位置,其具体测距算法是采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法以提取相当精确的基频分量。仿真计算表明,该算法估算线路参数和故障距离较准确,无需解长线方程,且不受故障类型、线路参数变化和系统运行方式、过渡电阻等因素影响。     

消除暂态过程影响的滤波算法及其在故障测距中的应用

电力系统故障暂态过程中,电压、电流信号包含着衰减直流等暂态分量,这必然对故障暂态过程电气量的获取精度产生影响.通过构建精确求解基频及整次谐波分量的非线性方程以及将其转化为线性方程进行求解,并针对离散化积分引入的误差进行修正,提出一种能完全滤除衰减直流分量的高精度、高稳定的滤波算法.通过对各种典型信号及幅频特性的分析,验证了该算法计算精度高、稳定性好,且对非整次谐波等故障暂态分量具有较强的抗干扰能力和抑制作用,其在故障测距中的应用表明该算法能有效提高故障暂态过程中的测距精度.     

多端线路电流差动保护实现故障定位及测距的新方法

多端线路具有多个T节点及分支的复杂性,已有的故障定位和测距方法不能直接应用到保护装置中。为此,提出通过故障类型选择故障定位和测距的序分量,以提高测距精度,即相间故障和三相故障时采用正序分量,而单相接地故障,多端线路所有节点的正序电压差小于预设阈值时采用零序分量,否则采用正序分量。为解决多端线路测距计算量大的问题,结合二分搜索法,通过评估T节点不同侧序分量电压的差异,实现多端线路的故障定位;将故障点两侧的电气量节点等效为双端系统,按选择的序分量进行双端故障测距。该方法经RTDS入网试验,可以满足现场要求,对比固定采用正序分量的测距方法,在高阻接地故障时具有明显的优势。     

一种基于PMU的线路自适应故障测距算法

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)的输电线路故障测距的自适应算法。该算法利用PMU装置获得高压线路两端的电压和电流相量,在线计算线路参数,解决了线路实际参数与电力局所提供参数的不同、线路参数在运行过程中的不确定性等问题。采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法,提取相当精确的突变量基频分量,用于输电线路故障测距。大量的EMTP仿真计算结果和实际系统参数验证结果表明,该测距算法不受系统的运行方式、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。     

一种基于PMU的线路自适应故障测距算法

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)的输电线路故障测距的自适应算法.该算法利用PMU装置获得高压线路两端的电压和电流相量,在线计算线路参数,解决了线路实际参数与电力局所提供参数的不同、线路参数在运行过程中的不确定性等问题.采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法,提取相当精确的突变量基频分量,用于输电线路故障测距.大量的EMTP仿真计算结果和实际系统参数验证结果表明,该测距算法不受系统的运行方式、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.     

一种适合于同杆4回线的故障测距方法

在对同杆4回线解耦的基础上,提出了一种适合于同杆4回线的故障测距方法.同杆4回线内部发生故障时,可以将故障分量分解为12序分量,且利用该12序分量进行故障测距.考虑到在任何故障类型下,同杆4回线内部都会存在反序分量,所以提出了基于反序环流分量的故障测距方法.当同杆4回线内部发生故障时,从线路两端计算到故障点的反序环流分量电压相等,利用该关系可以求出故障点的精确位置.由于相互独立的12序分量完全能够解决线间耦合问题,文中提出的测距算法能够精确测距,测距精度不受故障类型影响.大量ATP仿真结果表明所提出的测距算法完全适用于同杆4回线的故障测距,测距精度不受过渡电阻、系统运行方式、线路两端功角的影响.     

一种基于六序网图的同杆双回线故障测距算法

采用六序分量法分析同杆双回线故障中的非跨线故障,并依照故障时故障点的电气量特征列出方程,进行非跨线故障测距.将同杆双回线故障后的电气量转化为同序正序和反序正序分量,根据单回线各种故障类型的边界条件得到各六序网图的连接关系,利用同序正序和反序正序电流在故障点的特殊关系构成测距方程,从而进行精确故障测距.该测距方法使得同杆双回线的故障测距精度不受故障点过渡电阻、回线故障类型的影响.EMTP仿真显示,该测距方法精度高,计算方便,在过渡电阻较大时仍能满足测距精度要求,且不受系统运行方式变化等因素影响.     

故障测距中的差分傅氏滤波改进算法

针对电力故障信号提出了差分傅氏滤波的改进算法,用构造补偿角的思想,解决了相角差值问题,并提高了精度。Matlab仿真实验比较了四种算法对仿真信号的滤波结果,表明了该改进算法滤波计算量较少,精度高,滤除衰减直流分量和谐波分量的能力强;追加实验表明了改进算法受非整数次谐波的影响较小。将各滤波算法应用于Matlab故障测距仿真系统,验证了改进算法适用于各种故障类型信号的滤波,计算量较少并能提高测距精度。     

故障测距中的差分傅氏滤波改进算法

针对电力故障信号提出了差分傅氏滤波的改进算法,用构造补偿角的思想,解决了相角差值问题,并提高了精度.Matlab仿真实验比较了四种算法对仿真信号的滤波结果,表明了该改进算法滤波计算量较少,精度高,滤除衰减直流分量和谐波分量的能力强;追加实验表明了改进算法受非整数次谐波的影响较小.将各滤波算法应用于Matlab故障测距仿真系统,验证了改进算法适用于各种故障类型信号的滤波,计算量较少并能提高测距精度.     

基于希尔伯特-黄变换的高压输电线路行波故障定位研究

把希尔伯特-黄变换用于故障定位中的暂态行波信号处理,详细介绍了希尔伯特-黄变换的基本概念和原理．行波故障定位的原理及定位信号的选取。利用希尔伯特-黄变换对信号进行滤波,消除行波在传播过程中由于衰减和畸变所引起的高频振荡和其它一些噪声,仿真结果表明,所提方法有效且具有很高的精度。     

基于压缩感知估计行波自然频率的输电线路故障定位方法研究

提出了一种基于压缩感知估计行波自然频率的输电线路故障定位方法,能够准确估计多次行波自然频率,具有较高的故障定位精度。针对故障行波信号的频域特征设计了新的过完备字典,使行波信号能够被有效地稀疏表示。进行故障定位时,首先用小波模极大值方法确定故障行波信号的频率边界,并采用FIR滤波进行预处理滤除低频干扰成分,然后将其变换到频域使其能够在过完备字典上稀疏表示。在此基础上,该文利用改进的基于Dice系数的OMP算法(DOMP算法)对故障行波的频域信号进行重构,精确辨识行波信号的多次自然频率值,最终结合反射角和波速实现准确地故障定位。通过仿真分析验证了字典设计结合改进的DOMP算法的方法具有较高的定位精度和可靠性。     

基于VMD与广义S变换的HVDC线路故障定位

针对高压直流输电线路故障定位中存在的输电线路长、故障概率大、测距精度不高以及故障波形含有噪声等问题,提出了VMD分解与广义S变换结合的高压直流输电线路故障测距算法。首先通过变分模态分解(Variational Model Decomposition,VMD)对含噪声的行波信号进行VMD分解,滤去噪声并获得最优模态分量。然后采用广义S变换(Generalized S-transform,GST)计算最优模态分量,生成高时间分辨率S矩阵。并选取S矩阵中的高频分量,识别该频率分量的波形突变点,从而获取故障初始行波到达时刻。最后通过测距公式获得故障距离。PSCAD/EMTDC仿真表明,所提方法受过渡电阻影响很小,不同故障距离的测距精度很高。经过现场故障行波数据的验证,可以实现在线路范围内快速准确的故障定位。     

基于红外图像的输电线路故障识别

传统红外图像输电线路故障识别方法易受到噪声的干扰,故障边缘特征信息模糊,不能准确找出输电线路故障的位置,存在识别准确率低,抗干扰性差等难题,为此提出了基于红外图像对输电线路故障识别方法。采用红外成像仪器采集输电线路的温度变化图像,并采用粒子滤波算法去除故障图像中的噪声干扰,通过RGB色彩通道转换对输电线路红外图像的故障区域进行划分,利用共轭梯度法对输电线路故障区域的故障点进行识别和定位。实验结果表明,该方法能够实现输电线路故障的准确定位和高精度识别,且定位精度高达80%。     

一种考虑分布电容的模糊故障测距算法

提出了一种考虑分布电容的故障测距新算法.该算法基于微分方程描述的线路数学模型,利用单端信息对高压输电线路进行故障测距,保留了解微分方程算法的简单可靠、现实可行、不必考虑衰减直流分量和谐波及电网频率波动影响的特点,同时考虑过渡电阻和分布电容的影响,克服了传统解微分方程法中在经高阻接地故障时测距误差过大和忽略分布电容引起的故障定位不准确的缺点.为了检验算法的精度,进行了大量的动模实验.结果表明,算法原理正确并具有较高的测距精度.     

基于小波模极大值的单端行波故障测距

将小波变换对信号奇异性的检测功能应用到输电线路的测距中,根据故障行波电流信号线模分量的模极大值性质,提出一种故障测距方案,该方案经过PSCAD/EMTDC仿真验证,具有较高的可靠性和精确性,不受过渡电阻、故障类型及故障距离等的影响。     

基于概率神经网络的直流滤波器电容器开路故障定位方法

针对高压直流输电工程中直流滤波器电容器开路故障定位方法效率低、威胁检修人员的安全等问题,提出了一种基于概率神经网络的直流滤波器电容器开路故障定位方法。该方法首先采用主成分分析法过滤冗余的信息,既降低了数据的维度,也得到了能有效反映直流滤波器电容器运行状态的特征向量;然后利用概率神经网络对特征向量进行故障分类,从而实现对电容器开路故障的定位。利用直流滤波器电容器运行状态样本数据对所提定位方法的有效性进行验证,同时考虑电容器有不同的开路故障电容元件数,验证所提定位方法的适应性。实验结果表明,文章所提方法对直流滤波器电容器的开路故障位置具有较好的定位效果。     

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。