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LMD与Teager能量算子的VSC-HVDC输电线路故障定位

为保证电压源换流器型高压直流输电系统的可靠运行,克服传统高压直流输电行波定位具有易误动、受噪声影响大的缺点,提出了基于于局域均值分解(LMD)与Teager能量算子结合的故障定位新方法。通过Morlet小波时频分析确定了电压源换流器型直流输电,VSC-HVDC的边界特性,提出了基于PF分量能量比值的区内、外故障识别判据。利用故障极线路与非故障极线路中高频电流分量的差异构造了选极判据。对于区内故障将LMD与Teager能量算子结合进行故障测距。PSCAD仿真结果表明,该方法定位精度误差不超过0.124%且耐过渡电阻。通过增添噪声影响验证了该算法和判据的可靠性,故该方案可实现VSC-HVDC的全线、准确的故障定位。     

小波包频带能量分析在馈电线路行波特征提取中的应用

文章提出了一种利用小波包变换对馈电线路行波信号进行特征提取的新方法,应用信号的小波包各频带能量与信号总能量的比值作为特征参量对馈电线路进行故障诊断.试验结果表明,小波包能量谱分析用于馈电线路行波特征提取是行之有效的.     

基于小波变换的高压直流输电线路暂态电压行波保护

详细研究了高压直流输电线路发生故障后暂态电压行波的能量分布特征,利用小波变换对暂态电压进行多尺度分析,并使用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对直流线路在区外和区内故障、故障性雷击和非故障性雷击等几种典型故障下,直流线路暂态电压在各个小波分解尺度下的能量分布进行了仿真计算.计算结果表明,当直流线路发生不同类型故障时,其暂态电压的低频与高频能量的比值有较大差异.根据这些特征,构成了一种新的高压直流线路行波保护判据.     

基于小波变换的高压直流输电线路暂态电压行波保护

详细研究了高压直流输电线路发生故障后暂态电压行波的能量分布特征,利用小波变换对暂态电压进行多尺度分析,并使用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对直流线路在区外和区内故障、故障性雷击和非故障性雷击等几种典型故障下,直流线路暂态电压在各个小波分解尺度下的能量分布进行了仿真计算。计算结果表明,当直流线路发生不同类型故障时,其暂态电压的低频与高频能量的比值有较大差异。根据这些特征,构成了一种新的高压直流线路行波保护判据。     

基于故障电压行波能量比较的输电线路纵联保护

在分析线路两端故障行波关系特征的基础上,提出了一种基于故障电压方向行波能量比较的纵联保护新算法。该算法基于S变换,提取单频率电压方向行波能量,利用线路一侧电压反行波能量与另一侧电压前行波能量的比值构成保护判据。当被保护线路区外故障时,上述能量比值较小,趋近于1;而被保护线路内部故障时,该能量比值很大,能够明显地区分出线路内外部故障。文中对保护的原理判据和影响行波纵联保护的主要因素分别进行了仿真分析,仿真结果表明,所提出的纵联保护算法在小故障初始角下仍能准确识别区内外故障,动作速度快,可靠性高,且不受故障位置、故障类型、过渡电阻和母线结构等因素影响。     

边缘检测在HVDC系统故障诊断中的应用

为了及时分辨HVDC系统故障类型并快速恢复,对直流输电标准测试系统在各种故障,包括交流系统发生故障、逆变换相失败故障以及直流线路故障下的典型响应特性进行了分析。采用劋trous小波方法将行波信号分解成不同尺度下的小波面,其中包含了该尺度下细节信息,实现对故障的边缘检测;提出了3种故障判别准则,推出了模极大值能量的概念,并利用反射行波信号的小波变换模极大值的幅值、极性及模极大值能量等变化规律对不同HVDC系统故障进行诊断,实现逆变器换相失败和交流系统单相故障的识别。MATLAB仿真结果表明提出的方法能很好地完成HVDC系统的故障诊断。     

基于行波特征频率的配电网混合线路故障定位方法

为了避免架空线-电缆混合线路故障定位中波速折算和波头提取的问题,提出了基于行波特征频率和粒子群优化小波神经网络的故障定位方法。利用故障点暂态行波的路径特征频率与故障位置一一对应这一特点,采用小波多分辨率分析提取行波特征频率信息,构建小波神经网络拟合暂态行波各频段能量百分比与故障位置的关系,并用粒子群算法优化小波神经网络,从而提高了收敛速度和定位精度。仿真结果表明,该方法在复杂混合线路中有较高的故障定位精度,且基本不受故障类型、故障初始相角和过渡电阻的影响。     

小波包提取算法和相关分析用于电缆双端行波测距

由于故障行波传播色散的影响,确定行波到达时刻和选择行波波速一直是电缆行波测距的难题。针对以上两个问题,提出了基于小渡苞提取算法和相关分析的电缆双端行波故障测距方法。该方法将暂态行波信号通过小波包分解为不同的频带,然后提取能量相对集中的频带进行小波包重构。在该频带,线路的衰减系数和波速都可近似为常数,因此电缆两端的重构波...     

基于小波分析法的行波故障测距方法研究

超高压输电线路发生故障瞬间,故障电磁波将由故障点向两侧线路传播,通过捕获线路两侧行波波头到达的初始时间,即可以求解得到故障点位置.阐述了基于小波分析法的行波故障测距方法原理,基于EMTP仿真软件搭建双端输电线路模型,采用小波分析工具辨识故障行波,对不同故障距离、过渡电阻值情况进行仿真分析.结果表明,基于小波分析法的行波...     

LCC-VSC混合直流输电线路的组合型单端故障定位方法

电网换相换流器—电压源换流器(LCC-VSC)混合直流输电线路中的故障行波传播特性有别于常规直流和柔性直流的输电线路。文中针对混合直流输电线路分析了行波折反射过程及两端边界反射角的频变特性,确定了单端法故障定位装置的合理安装侧,提出了一种组合型单端故障定位新原理。首先,利用定位精度略低的固有频率法进行故障位置初测,以此粗略计算故障点第1次反射波的大致到达时刻。然后,再利用故障点反射波与对端母线反射波的波到达时刻的对称性质在行波传播时序图中匹配找到这2种反射波的精准波到达时刻。最后,根据初始行波、故障点第1次反射波和对端母线第1次反射波到达时刻实现故障定位。仿真实验表明,固有频率法的引入有效避免了由于无法准确区分故障点第1次反射波与对端母线第1次反射波所带来的定位误差,所提方法在LCC-VSC混合直流输电系统中能实现较准确的故障定位。     

基于小波包和包络线的行波相关法单端故障测距研究

针对行波相关法时间窗不固定导致单端行波故障测距可靠性低的问题,提出将小波包和包络线结合的新方法。首先利用db1小波基对故障行波信号进行小波包多尺度的分解重构,验证了在不同尺度下正反向行波初始波头的宽度都是相同的;以正反向行波初始波头的宽度作为行波相关法中时间窗宽度,使时间窗宽度成为一个定值。其次,利用包络线把正反向行波中前两个不同极性的波头变为单极性波头,最后通过相关算法处理实现单端行波故障测距。所提方法使行波相关法中的时间窗宽度不再受故障距离、过渡电阻等因素的影响,且经包络线处理后的正反向波避开了相关函数出现多余极值。经PSCAD和MATLAB仿真分析,与传统行波相关法相比,所提方法明显提高了单端故障测距的可靠性。     

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．     

海上风电柔性直流送出线路的纵联保护方法

海上风电柔性直流送出系统常采用伪双极接线.当发生单极接地故障时,电流纵联保护不能可靠地区分区内、外故障.针对该问题,提出了一种适用于海上风电柔性直流送出线路的行波方向纵联保护方案.分析了伪双极直流系统的单极接地故障特征,提出了电流纵联保护在海上风电柔直送出线路的问题.基于行波原理,提出了不受暂态分布电容电流影响的保护方...     

A combined impedance and traveling wave based fault location method for multi-terminal transmission lines

A new fault location method suitable for multi-terminal transmission lines that combines the advantages of both impedance and traveling wave based methods has been developed and presented in this paper. The proposed method first determines whether the fault is grounded or ungrounded by comparing the magnitude of the ground mode wavelet coefficients at the measurement end. Next, the impedance based method is used to identify the faulted half of the line in the case of two-terminal line and the faulted line section as well as the faulted half of the line section in the case of multi-terminal lines. Finally the fault location is determined by taking the time difference between the first two consecutive aerial modes of the current traveling waves observed at one end of the multi-terminal line. The proposed method has been tested on four- and five-terminal transmission lines with different types of faults, fault resistances and fault inception angles using ATP simulation.     

基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法

针对现有全并联AT牵引网单端故障定位方法存在故障区段识别灵敏度低、行波第二波头易受故障点折反射影响的问题,提出了一种基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法。首先,分析了自耦变压器绕组对地电容对高频分量的衰减特性,论证了相邻线路故障电流行波高频能量幅值的差异性,构建了能量比值差异度判据,利用差异度实现了故障区段定位。然后,分析了行波在全并联AT牵引网故障区段内的传播特性,揭示了反向量电流对端母线行波具有明显的故障突变奇异性。最后,提出了基于反向量电流行波的故障定位方法,通过准确标定行波初始波头、第二波头的到达时间,实现了故障的精确定位。仿真结果表明,所提方法在噪声环境下能准确辨识弱故障特征,提高了全并联AT牵引网故障定位的精确性。     

雷击对行波故障测距的影响及识别

雷击是影响行波测距装置精度的主要因素之一,雷击故障的识别是解决输电线路雷击干扰的基础。通过对雷击故障和短路故障电流行波的暂态特性分析可知,雷击故障电流具有以下特点:雷击故障电流具有更大的陡度;非故障相的电流行波也具有更大的暂态能量。据此,提出利用小波变换提取故障电流陡度和利用相电流行波暂态能量进行雷击故障识别的新方法,以及相应的识别判据。EMTDC仿真及实例验证证明了文中所述雷击识别方法的正确性。     

基于三点电流测量的输电线路行波故障定位新方法

鉴于输电线路在线监测取得了长足的进步,针对目前行波定位法中波头检测算法存在缺陷和波速测定精度差的不足,本文提出了基于导线电流三测量点局域均值分解(LMD)的行波故障定位新方法。该方法首先对测量点电流线模分量进行局域均值分解,然后根据分解得到的第一个PF分量瞬时频率曲线的首个频率突变点来确定行波波头第一次到达测量点的时刻。其次,根据相位差动保护原理判断出故障点所在线路段,并利用无故障段线路的长度和故障行波到达其两端测点的时间差之比计算出故障行波波速。最后,通过双端行波法的定位原理计算出故障距离。仿真结果表明,本文定位方法同基于小波变换或希尔伯特-黄变换的定位方法相比具有较高的定位精度。     

基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距

提出了利用小波变换的单端行波测距新方法，可有效提取输电线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响，同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量测距结果证实，采用小波变换技术的单端行波测距法的测距结果在可靠性和测距精度上都有很大提高，在单端行波测距法能够使用的条件下，测距精度能够满足现场对精确故障定位的要求。