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。     

一种利用行波自然频率的杆塔故障定位新方法

为解决传统基于行波自然频率的单端故障测距方法在单相或远距离故障时测距精度不高的问题,提出了一种基于行波自然频率的杆塔故障定位新方法,该方法对主自然频率辨识精度不敏感,具备较好的抗差性能,提高了单相或远距离故障情况下的测距效果。通过辨识线路两端故障电流中的主自然频率值,并根据行波主自然频率值与故障距离间的倒数关系,由线路两端的主自然频率值之比,确定故障距离占线路全长的比例。仿真结果表明,所述方法故障定位精度高、稳定性好,定位结果不受季节、弧垂变化及故障距离和故障类型的影响,利于实际现场中故障位置的查找。     

基于EMD-TEO的输电线路行波故障定位

针对利用希尔伯特-黄变换（HHT）分解所得IMF分量的瞬时频率可能导致波头检测不准确或检测失败的缺陷,提出了基于EMD-TEO的输电线路行波故障定位方法。首先对行波线模分量进行EMD分解,然后利用Teager能量算子（TEO）计算出分解所得IMF1分量的瞬时能量谱,根据首个能量突变点确定出故障初始行波的到达时刻。最后,根据双端行波定位原理计算出故障距离。从对不同故障情况的仿真结果看,所提EMD-TEO法具有更好的波头检测效果,且用于故障定位具有较高的定位精度。     

输电线路双端行波故障定位新算法

双端行波故障定位原理简单,但受行波波速的不确定、输电线路长度差异以及行波波头到达时间记录不准确等因素的影响,容易出现较大的定位误差.在常规双端行波故障定位原理的基础上,提出了一种新型输电线路双端行波故障定位算法,通过记录故障初始行波到达线路两端的时刻、参考端记录的故障点反射行波和对端母线反射行波到达时刻,解方程组得到不受波速和线路弧垂影响的故障定位结果.实际应用结果表明,该算法具有较高的定位精度.     

基于压缩感知的信号识别方法研究

针对水中目标探测的几种常用的信号分类问题,提出了一种基于压缩感知的信号识别方法,构造了信号的稀疏表示,即通过构造信号的过完备字典形成信号的稀疏基,详细阐述了压缩感知识别信号的过程。     

输电线路分布式行波检测的故障定位方法

提出了一种基于输电线路分布式行波检测装置的故障定位方法。利用沿线分布安装的两套基于Ro-gowski线圈的行波检测装置,采集高频故障行波,运用相模变换和小波变换模极大值法检测线模行波波头,准确定位波头到达时间。各装置通过无线通信网络将波头到达时间回传主站,主站综合利用不同的波头时差信息,在线测量实时行波波速,可精确定位单条输电线路的故障。仿真结果表明,该方法具有较高的测距精度和可靠性。     

输电线路行波故障定位技术发展及展望

输电线路是故障率最高的元件,准确的故障定位技术对于电力系统的安全可靠运行具有十分重要的作用。行波原理的故障定位技术的定位精度高,具有不受过渡电阻、线路结构不对称、线路走廊地形变化、电压和电流互感器的变换误差等因素影响的特点,且能够用于直流线路和串补电容线路。近年来行波故障定位技术在新原理的探索、行波信号的提取和分析等方面取得了长足进步,并将高速采样和存储技术应用于行波定位装置的开发。     

输电线路故障行波网络定位新方法

提出了一种输电线路故障行波网络定位新方法,采用邻近点优化策略算法求取故障行波最短传输路径,利用最短路径长度与传输时间呈正比例的关系,在直角坐标平面上对电网中各变电站记录的行波波头到达时间及传输距离进行直线拟合,通过线性回归分析实现各变电站行波到达时间的信息融合处理,从而直接得到故障点的准确位置。仿真分析结果表明,该方法能有效减少故障行波信号到达各变电站准确时间的记录误差,并提高故障定位的可靠性和精度。     

基于双端行波原理的输电线路故障定位研究

针对故障行波法受波速和线路弧垂影响而产生的定位精度问题,提出一种排除波速和不受线路实际长度变化影响的故障定位算法,该方法仅需检测初始行波到达线路两端的时间,原理简单。针对噪声情况下行波信号的提取问题,可先对故障行波进行变分模态分解(VMD)去噪,再利用小波变换提取故障行波突变点得到初始波头的时间。仿真结果表明,该方法具有较高的精确度。     

输电线路故障GPS行波定位装置实验测试研究

输电线路故障行波定位装置难以在实验室得到校验。文中提出了采用高压冲击实验测试雷电行波及利用实时数字仿真器RTDS测试各种故障行波的实验测试方法，并进行了定位装置的耐压测试，校验了因两端定位装置的硬件不一致而产生的定位误差，该方法适合于测试基于行波传感器的故障定位装置。     

基于行波瞬时振幅的高压直流输电线路故障测距方法研究

在研究高压直流输电线路行波到达时刻与行波特定瞬时振幅关系的基础上,分析瞬时振幅影响行波测距的机理,提出一种基于瞬时振幅的三端行波故障测距方法。利用希尔伯特黄变换形成故障暂态信号的瞬时振幅一阶微分图,根据瞬时振幅一阶微分图确定行波到达时刻与该时刻特定的瞬时振幅,形成高压直流输电线路故障测距算法。Simulink仿真实验结果表明,该方法与小波变换或行波瞬时频率的定位方法相比,具有更高的定位精度,几乎不受故障距离、故障类型、故障电阻的影响。     

一种提取行波自然频率的单端故障测距方法

在行波故障测距法中,对准确提取行波波前到达时刻的信号处理方法的研究一直是重点和难点。该文提出一种基于提取故障线路自然频率的单端测距新方法。在输电线上传播的行波在频域上表现为一个特定频率的谐波形式,称为行波的自然频率。采用复小波对故障后电流或电压信号进行连续小波变换,再对小波参数进行后处理以提取主自然频率,结合行波在该频率的波速,计算得出故障发生的距离。运用该算法对大量故障仿真实例进行了分析,结果验证了算法的可行性及其精度。     

基于随机子空间法和固有频率法的线路故障定位

输电线路发生故障后,进行准确快速的故障距离判断在实际生产运行中具有很大的意义。线路故障后,将产生一系列的故障暂态行波,且从频域的角度看,行波可看作为谐波形式。提出基于随机子空间法和行波固有频率法相结合的方法进行线路故障定位。首先通过相模变换得到输电线路中的模电流分量,然后基于随机子空间算法进行辨识得到行波固有频率,进而计算此频率下的行波波速和模阻抗导纳矩阵,最后可求得故障距离。在PSCAD中搭建两端系统仿真模型,经过仿真验证表明,此方法可有效进行线路故障定位,且准确度较高。     

基于信号相位检测的输电线路行波故障测距方法

通过对输电线路短路故障暂态过程中电流行波的相位变化情况进行分析,发现短路故障发生时,电流行波中出现的暂态分量将导致电流行波的相位发生突变。根据这一特征,文章提出将信号相位检测用于故障测距的新方法,该方法与传统测距方法的区别在于确定信号突变点的方式不同。新方法利用小波变换提取信号相位,并通过相位模极大值的计算确定信号突变点。仿真实例证明新方法是可行的,对于幅值变化轻微的信号,采用文章提出的相位检测法对突变点的检测效果更好。由于该方法计算复杂,因此适合作为高阻接地等特殊故障条件下对现有测距方法的补充。     

计及测量装置失效的输电网行波固有频率故障定位方法

为解决电网中因测量装置失效而引起故障定位失败的问题,提出一种计及测量装置失效的输电网行波固有频率故障定位方法。根据故障后行波在输电网中的传播规律,首先分析了故障线路与健全线路固有频率对应的行波路径的不同特点,在此基础上,根据线路两端行波路径长度之和与线路全长的比较结果,确定故障线路,同时依据单端频率法计算故障距离。算法考虑了测量装置失效的情况,提出利用相邻线路处的频率信息判断故障线路,进而计算故障距离,实现联网定位。大量基于PSCAD/EMTDC和Matlab的仿真结果表明,该方法不受过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响,具有良好的适应性。     

基于行波固有频率的串补线路故障测距方法

串联电容及其非线性保护装置给串联补偿线路的故障测距带来了困难.在考虑串联电容及其保护装置对频率提取及边界条件影响的基础上,研究了基于行波固有频率的串补输电线路故障测距算法.该算法首先利用单端电流频率信息判断故障发生在串联电容前或串联电容后,对于发生在串联电容后的故障,需要考虑串联电容处的折反射对测距算法的影响,然后依据故障距离与固有频率、边界条件间的数学关系进行精确测距.大量仿真结果表明该算法不受故障距离、故障类型和过渡电阻的影响,具有良好的测距精度和适应性     

基于分布式行波测距的输电线路故障诊断技术研究与应用

对影响输电线路行波故障测距准确性的行波衰减、畸变现象进行研究,实现输电线路故障诊断的准确定位。通过研究分布式采集故障行波的方法,获取准确的行波信号;结合行波波速的在线测量值,探讨造成测距误差的相关因素,并设计建立了输电线路故障诊断系统。该系统2012年在广西电网某110kV输电线路进行安装应用,成功实现了对该线路的故障定位和原因辨识,达到了预期效果。     

基于FIMD和Hilbert变换的高压输电线路行波故障定位方法

针对传统高压输电线路行波故障定位精度差且易受行波波速影响等问题,本文提出了一种新型基于快速本征模态分解算法（Fast Intrinsic Mode Decomposition, FIMD）和希尔伯特（Hilbert）变换的高压输电线路行波故障定位方法。该方法采用FIMD对暂态行波信号进行分解以提取固有模态分量,并利用Hilbert变换对其进行频谱分析,进而实现对行波波头的检测。在此基础上,结合行波的传播路径及其测距原理,提出高压输电线路行波故障定位新算法。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建某实际500kV双端输电线路模型,验证了所提方法的可行性和有效性。