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。     

T型线路行波故障测距的新方法

综合利用T型线路的三端电气量进行故障定位,提出了故障分支判别的判据以及确定故障点精确位置的方法.利用小波变换和模极大值理论对提取的行波进行分析,得到行波波头到达的准确时间.利用行波到达各测量端的时间差判断故障分支,在此基础上利用包含故障分支的初步测距值求取最终测距结果.PSCAD仿真表明,该方法可准确判断T型线路的故障分支,测距误差较小,能够满足实际需要.     

T型输电线路行波故障测距的改进算法

对T型高压输电线路的行波故障测距方法进行了研究,利用T型高压输电线路的三端故障行波测量数据,使用互相关函教的改进方法-单位脉冲响应法求取两两端的信号时延.提出故障分支判别的新判据,根据双端行波测距原理实现T型线路的故障测距.针对相关分析过程中可能出现的伪相关峰问题,利用能量比法对三端故障行波的首波头进行大致的时延估算,并以此为参照缩小相关峰的查找范围,提高了时延估算的可靠性.仿真结果表明该方法正确,且具有较高的测距精度,在较大的环境干扰下可以实现T型线路的分支判别和故障测距.     

T型输电线路行波故障测距的改进算法

对T型高压输电线路的行波故障测距方法进行了研究,利用T型高压输电线路的三端故障行波测量数据,使用互相关函数的改进方法——单位脉冲响应法求取两两端的信号时延。提出故障分支判别的新判据,根据双端行波测距原理实现T型线路的故障测距。针对相关分析过程中可能出现的伪相关峰问题,利用能量比法对三端故障行波的首波头进行大致的时延估算,并以此为参照缩小相关峰的查找范围,提高了时延估算的可靠性。仿真结果表明该方法正确,且具有较高的测距精度,在较大的环境干扰下可以实现T型线路的分支判别和故障测距。     

输电线路单端行波故障测距新算法

基于输电线路行波理论提出了一种故障测距的新方法.利用行波不同模量的传播时延构造出鉴别线路近区、远区故障的判据,并通过近似模速消除相邻非故障线路行波折射波头的影响,最后对算法的实施给出了优化建议.     

输电线路单端行波故障测距的研究

分析了影响单端行波测距法精度的主要因素,包括母线端接线、接地电阻、T型线路结构、故障位置等,指出行波的极性和幅值是行波最重要的两个特征,提出了考虑电流行波极性和电压行波极性的综合行波极性判别法,该方法较容易识别线路内的折反射行波和线路外的其它线路折反射行波,与仅利用电流或电压行波的方法相比,判别的可靠性有很大提高.同时指出对单端行波测距而言,一些线路结构和故障情况下无法进行单端行波测距,单端行波测距法还存在测距死区问题.用单端法进行测距需要结合阻抗法进行联合单端测距,在单端行波法失效的情况下以阻抗法的测距结果作为补充,才能弥补单端行波法和单端阻抗法的不足,实现精确故障定位.     

输电线路行波故障测距

通过对输电线路上的行波分析 ,本文介绍了行波测距的三种方法 ,并对行波故障测距存在的几个问题进行了讨论。     

考虑线路长度变化的T型线路行波测距

针对现有的T型行波故障测距算法不能适应线路长度变化的问题,提出一种新的T型线路行波故障测距算法。该算法在T型线路故障测距方法的基础上,利用三端计算故障发生的绝对时刻或者波速的大小关系来判断故障是否发生在某一支路上,进而计算故障点的距离。考虑到线路长度变化的影响,给出了T节点附近故障时可能造成误判的距离范围。分支判别判据与测距表达式都充分用到了三端测量数据,并在一定程度上消除了弧垂和线路长度变化对其带来的误差。EMTP仿真结果表明,该方法正确,且克服了线路长度变化的影响。     

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。     

与波速无关的柔性直流输电线路单端行波故障测距算法

基于行波测距原理,提出一种不受波速影响的柔性直流输电线路单端故障测距算法。由于柔性直流输电线路两侧并联大电容,行波在母线处发生全反射。通过对波头的跳变强度和极性,以及在时间轴上的位置关系等3个方面进行分析,为初始反行波和初始前行波首次到达母线测点的时间、以及初始反行波经故障点反射后第二次到达测点的时间的识别和标定提出一套可靠依据,进而推导出一种测距算法。PSACD仿真结果表明,该算法原理正确,具有较高的测距精度。     

煤矿35 kV配电线路行波故障测距技术

为解决煤矿供电系统中35kV线路故障点不易查找的问题,提出了综合利用母线端检测到的故障初始电流行波和线路末端检测到的故障初始电压行波实现线路故障快速定位的新方法。分析发现,线路单相接地和相间短路故障都产生行波线模分量,因此对各种类型故障都可采用参数稳定的线模分量作为测量信号,利用可靠的双端行波测距法测量出故障点位置。简要介绍了行波故障测距系统的构成及基本工作原理,详细阐述了行波信号的获取、超高速数据采集、时钟精确同步以及故障测距精度的提高等关键技术问题的解决方案。现场试验证明了所提方法的正确性。     

电缆-架空线混合线路故障行波测距新方法

电缆-架空线混合线路的故障测距存在2个难点:电缆依频特性突出.波头不易准确捕提;线-缆接头处波阻抗不连续,行波发生反射,增加了故障点反射波识别的难度.分析了电缆-架空线混合线路不同区段故障时,连接点处的负序电流分布特征,提出了一种电缆-架空线混合线路的故障测距新方法.对确定的电缆-架空线混合线路,于故障附加负序网络利用线路两端电气量推导线缆接头处的分布电流,藉此判断故障区段;此后,根据确定的线-缆长度所对应的行波折反射规律,剔除线缆接头处的反射波干扰:根据电流线模分量与零模分量模极大值的极性规律确定故障点反射波,实现电缆-架空线混合线路的单端故障测距.同时,揭示了线路发生单相接地故障的模量耦合现象与规律.大量电磁暂态仿真表明,不对称接地故障存在线模与零模耦合,该电缆一架空线混合线路的故障测距方法有效.     

T型输电线路非同步数据故障测距新算法

提出了一种基于分布参数模型的T型线路非同步故障测距新算法.该方法利用正序电压值判断故障支路,在此基础上,将非故障支路化简合并,得到故障时支接点的等效电气量.再对故障支路利用双端非同步测距算法进行精确测距.该方法将非同步时间和故障距离作为未知数,利用正序和负序分量(不对称故障)、正序和正序故障分量(三相对称故障)建立测距方程组,求出了故障距离的解析表达式,克服了现有的基于分布参数模型的非同步测距算法必须迭代或搜索的缺点,解决了数据不同步带来的测距误差问题.该方法计算量小,适用于各种类型短路,无需选相.ATP-EMTP仿真结果表明该方法正确且精度高,可以耐受很大的过渡电阻,对数据采样率无高的要求.     

三侧同杆双回线互联的T型线路测距新方法

根据同杆双回线的特性建立了同杆双回线构成的T型线路的反序正序网络,提出了基于反序正序电流的故障测距方法。在双T型线路中,反序正序网络的电气量具有完整的T字型线路的正序电气量的特点,该特点可以用来故障测距。当双T线路发生故障时,由故障支路的母线处的电气量计算到故障点的反序正序电压等于由支接点T的等值反序正序电气量计算到故障点的反序正序电压,利用反序正序电压在故障点相等的等量关系可以进行精确故障测距。大量的EMTP仿真结果表明,所给出的故障测距方案是准确的,并且在由同杆双回线构成的T型线路故障测距中显示出较大的优势。该测距方法的精度不受故障支路、故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响。     

一种基于方向行波的平行双回线保护方案

在分析故障后电气量特征的基础上,提出了一种基于方向行波的平行双回线保护方案,利用线路两侧方向行波之间的关系判别区内、区外故障和故障线路,该方案可以保护线路全长,不受母线出线数目的影响,在双回线单回运行时,可以正确动作。与传统基于工频量的保护相比,动作速度快,不受CT饱和影响,且不受负荷电流影响。仿真计算验证了该方案的可行性。     

基于D型行波原理的T接线路故障测距方法

介绍了一种基于D型行波原理的T接线路故障测距方法,无需故障分支判断,计算简单。对T接线路故障时的行波过程进行了分析,直接利用故障时刻产生的初始波头到达T接线路三端的时刻,基于D型行波原理,进行两次双端故障测距,然后选择两次双端测距结果中的较大值作为最终故障测距结果。用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方法进行了仿真分析。仿真结果表明,在T接线路发生故障时,此方法能够利用故障初期很短时间内的行波信号实现快速、准确的故障测距。     

小波变换的二抽取环节对行波测距精度的影响

在利用小波变换模极大值表征行波波头到达时刻方法的基础上,详细分析了带有二抽取环节的小波变换行波测距算法引起的测距误差,由于二抽取环节在某些条件下会把代表行波波头到达时刻的小波变换模极大值抽取掉,导致提取的行波波头到达时刻偏移,从而引入测距误差。并进一步提出了通过平滑处理故障首尾数据的优化方法提高行波波头提取的可靠性。理论分析和EMTP结果表明,无二抽取环节的小波变换行波测距算法能够有效提高测距精度。     

与波速无关的输电线路双端行波故障测距研究

根据现有的输电线路双端行波故障测距原理,提出一种与波速无关的双端行波测距方法。采用小波变换法对行波信号进行分析,判断故障初始行波和故障点反射行波到达线路两端母线的时间,求解一组由距离、时间和速度组成的方程组,得到与波速无关的故障测距公式。理论上该方法不受行波波速的影响,并且具有较高的测距精度。通过Matlab软件仿真,证明了该方法的有效性和正确性。     

用于行波定位的暂态行波记录系统设计

介绍了针对电力系统行波定位的特殊要求的暂态行波记录系统的设计，采用了高精度的全球定位GPS（Global Position System)授时系统，在板的信号触发电路，并根据行波定位系统对采样数据的采样率高，容量大和分辨率高但对信号处理实时性不高的要求，采用了12位高速A／D和8位大容量缓存RAM直接接口的方式，并应用最适合高速设计的MAX7000S系列CPLD构成了数据总线控制器，地址发生及地址总线控制器，对其工作过程，器件接口，尤其是时序的配合做了详细的讨论。     

不受波速影响的输电线路单端行波故障测距研究

现有输电线路行波故障测距方法,不论单端法还是双端法都会由于故障发生时行波波速的不确定．以及输电线路正常弧垂的影响,从而导致故障测距结果不精确。立足于现有输电线路行波故障测距原理．提出了一种新型的单端行波故障测距方法,通过小波变换得到故障初始行波、故障点反射行波和对端母线反射行波到达母线的时间．在此基础上求解3个距离与时间的方程,得到不受波速影响的故障测距结果。理论上该方法不受行波波速和线路弧垂的影响．仿真分析也证明了其正确性．