耦合双回线路电弧故障测距的新相模变换方法

输电线路故障测距一直是经久不衰的研究课题。,根据三相系统和同塔双回线系统的阻抗矩阵关系,从能用单一模量反映所有普通三相系统故障的新相模变换矩阵出发,推导出适用于双回线的相模变换矩阵。提出了一种基于新模量变换的双回线故障定位时域算法,该算法利用某一故障模量电弧电压、电流的转移特性来构造测距算法。它具有如下特点:算法在时域中进行,所需的时间窗短,不需要滤波等环节;用最小二乘法来提高测距精度,且测距的精度不受过渡电阻、故障类型及对端系统阻抗变化的影响。大量的电磁暂态仿真结果表明,该算法具有很高的精度。     

HHT结合QPSO-GRNN的同塔双回输电线路故障测距

为提高同塔双回输电线路故障测距的精度,提出将希尔伯特黄变换和量子粒子群优化的广义回归神经网络相结合的方法用于构建测距模型.首先将线路两端采集的故障电流进行相模变换,选取其特征模量进行希尔伯特黄变换;将变换得到的2个采样点作为模型输入,对应的故障距离作为模型输出,构建经量子粒子群算法优化的广义回归神经网络;在网络中进行训...     

不对称参数同塔四回线行波测距

为实现不对称参数同塔四回线的行波测距,文章介绍了三种不同物理意义下的阻抗解耦矩阵M₁、M₂、M₃。对比分析解耦后的各模分量的相关特性,得出M₃具有天然的自选线功能,其解耦后的模2、模5、模8、模11与I、II、III、IV回线一一对应,能够将四回线下的行波测距转换为单回线下的行波测距,巧妙地解决了故障行波选取的难题。通过3次B样条小波包变换分析所选模量行波实现故障检测,依据双端行波测距原理完成测距。PSCAD/EMTDC实验仿真数据表明测距结果不受故障点位置和过渡电阻的影响,验证了行波模量选取的准确性与行波测距的可行性。     

适用于单/双回线的双端非同步故障测距方法

单/双回线之间存在线间互感、跨线故障等特征差异,严重限制了单回线测距原理在双回线路中的应用。文中提出了一种适用于单/双回线的双端非同步故障测距方法。首先基于单回线网络结构,利用双端电压幅值比推导出双端非同步的故障测距方程。然后从双回线的网络结构和非对称参数着手,基于星角变换和六序变换原理分别建立单/双回线之间的联系桥梁,使基于单回线所提测距原理在双回线测距中能得以应用。仿真验证表明所提方法继承了双端工频测距法的优点,且无需双端数据同步,在单/双回线全线环境下均具有较高的测距精度,适用范围广。     

计及线路不平衡时线模解耦不完全误差的行波单端测距新方法

采用小波多尺度奇异性检测行波信号可实现超高压输电线路故障的精确测距。对于不换位或不完全换位线路采用传统解耦方法并不能完全消除三相之间的耦合,因此波头难以鉴别。提出采取实际不对称数值解耦的方法并引进实际模量波速。通过相模变换对三相电流进行解耦处理,对三相输电线路均匀换位和不换位或不完全换位2种情况,分别确定模变换矩阵,求得各模量上的电感和电容参数;应用单端法进行故障测距;用小波变换检测奇异信号,把对行波信号的分析转化为对模最大值的分析。仿真结果表明采用非对称解耦相模变换有效地消除了各相之间的电磁耦合,与采用对称假设时的故障测距结果相比精度有了较大提高。     

同杆双回线环流量的行波特点

对存在复杂耦合关系的同杆双回线分解成解耦的同向模网和环流模网的过程进行了理论推导,得到的双回线环流模网具有不包含双回线以外的系统且两端电压为零的特点,该特点使得环流网成为双回线最佳的故障定位网络,从而使复杂的双回线测距简单化.通过对比单相接地故障时双回线环流网与双回线故障线的α模行波的仿真波形,得出了双回线环流量行波与双回线路以外系统无关,且在两端母线处的反射最强而在故障点的反射较弱等特点.这些特点使得基于双回线环流量的单端行波测距具有双端测距效果.为环流量行波用于同杆双回线测距奠定理论基础.     

同杆双回线环流量的行波特点 宋国兵,索南加乐

对存在复杂耦合关系的同杆双回线分解成解耦的同向模网和环流模网的过程进行了理论推导,得到的双回线环流模网具有不包含双回线以外的系统且两端电压为零的特点,该特点使得环流网成为双回线最佳的故障定位网络,从而使复杂的双回线测距简单化。通过对比单相接地故障时双回线环流网与双回线故障线的α模行波的仿真波形,得出了双回线环流量行波与双回线路以外系统无关,且在两端母线处的反射最强而在故障点的反射较弱等特点。这些特点使得基于双回线环流量的单端行波测距具有双端测距效果。为环流量行波用于同杆双回线测距奠定理论基础。     

小电流接地系统故障定位新方法

故障行波波头到达时刻、行波速度和线路弧垂是影响小电流接地系统故障行波定位的主要因素。在分析小电流接地系统故障特征、Hilbert-Huang变换(HHT)、行波测距的基础上,将HHT引入到故障行波波头的提取中,利用端点极值点平行延拓法来抑制HHT端点效应,并对传统的行波测距算法进行改进,消除了波速和线路弧垂对行波测距精度的影响。Matlab仿真结果表明所提方法在小电流接地系统故障定位中的有效性和准确性,并与小波变换方法进行了对比。     

同杆双回线路行波故障测距的关键问题研究

为了提高同杆双回线路行波故障测距的准确度,针对故障行波选取和行波检测,提出了一种新的故障行波选取方法和行波检测方法。同杆双回线路各相线间耦合复杂,经传统相模变换后的多模分量传播特性差异较大,采用一种新的相模变换,找出多模分量传播规律,解决了故障行波选取困难的问题。当前行波检测方法存在一些技术缺陷,将参数优化的变分模态分解和Teager能量算子相结合应用于行波检测,实现了行波检测方法的自适应性,具有较好的检测效果。采用双端行波测距算法计算故障位置,大量的仿真结果验证了所提方法的可行性和测距结果的准确性。     

利用小波变换的双端行波测距新方法

提出了行波到达时间由合适的小波变换提取的行波特征点位置确定,行波传播速度由输电线路的结构参数及相应小波变换的分析尺度确定的双端行波测距新方法,并介绍了２种可行的利用小波变换的行波测距方案。大量仿真测距结果及现场验证试验的３１组测距结果,证实所提小波变换测距法精度高、结果准确,且受到影响因素少,能满足精确故障定位的要求。     

同塔双回高压直流输电线路故障行波特性研究

受输电走廊的制约,同塔双回直流线路已成为直流输电工程建设的发展趋势之一,然而由于同塔双回直流线路极线间的电磁耦合关系导致了其故障暂态特性极为复杂。行波保护作为直流线路主保护,故障行波特性的研究对其动作性能的分析至关重要。为此,基于无畸变线路模型研究了同塔双回直流线路故障电压电流的相模变换方法和模量求解方法;系统地分析了极线故障行波的特性及其与单回直流线路的差异性,以及实际同塔双回直流线路不对称换位和参数频变等影响因素;基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件进行了分析验证。研究成果有助于对目前基于单极线电气量的直流线路行波保护动作性能的分析以及其在同塔双回直流线路上的适应性研究。     

局部同塔双回直流线路故障行波传播特性及其对行波保护的影响研究

局部同塔双回直流线路分界点各侧的线路段具有不同的耦合特性,结合分界点各侧线路段的相模变换,得到了不同线路段入射分界点时各电压模量行波的交叉折射系数。在此基础上,对局部同塔双回线路不同线路区段发生单极接地故障时的故障行波传播特性及其行波保护动作量进行了定量分析,并比较了其与单回线路及完全同塔双回线路的差异。结果表明:同塔双回线路段的线模1分量与单回线路段的地模分量之间的交叉折射是造成局部同塔双回线路的故障行波传播特性与单回线路及完全同塔双回线路不同的主要原因;就基于模量的行波保护判据而言,局部同塔双回线路行波特性的影响主要体现在线模波变化率,其大小介于完全同塔双回线路和单回线路之间,且与单回线路段的总长度有关。     

基于单回电气量的同塔双回直流线路故障测距算法

同塔双回直流线路极线间存在复杂的电磁耦合关系,而实际工程中各回直流系统的控制保护仍基于本回电气量信息,必然无法实现其完全解耦分析,从而增加了准确故障定位的难度。首先利用同塔双回直流线路的相模变换对基于单回线路电气量的模量特征进行详细分析,构造了消去地模分量的新差模分量,并对其特点及参数选择进行了分析。然后根据非故障点的线路两端沿线计算电压在故障时刻附近具有最大差值的特点,定义了非故障点最大电压差值区段,进而提出了一种基于单回直流线路电气量的时域故障测距算法。基于PSCAD/EMTDC对实际同塔双回直流系统的大量仿真测试结果表明:所提算法测距精度高,且不受故障极线、故障位置及过渡电阻的影响。     

基于集成神经网络的特高压直流输电线路初始电压行波小波变换模极大值比单端测距方法

针对现有故障测距方法存在对高阻故障不灵敏、二次行波波头难以捕捉的问题,提出一种基于集成神经网络的特高压直流输电线路初始电压行波小波变换模极大值比的单端测距方法。首先,推导出故障距离与初始电压行波的线模量和地模量的小波变换模极大值比之间的近似公式,公式表明两者之间具有非线性关系,且此关系与过渡电阻无关。然后,利用AdaBoost-Elman集成神经网络拟合两者之间的非线性关系,提取不同小波尺度下初始电压行波各模量分量的小波变换模极大值比作为集成神经网络输入量,将故障距离作为输出量,构建集成神经网络故障测距模型。将各小波尺度下的初始电压行波各模量分量的小波变换模极大值比输入训练完成的集成神经网络模型即可达到故障测距的目的。仿真结果表明,所提方法测距精度高,且不受过渡电阻影响。     

基于线路分段参数的非全程同塔双回线故障定位算法

对非全程同塔双回输电线路故障定位问题进行研究。首先,对非全程同塔双回线的特点进行分析,并针对传统伪根识别法无法适用于非全程同塔双回线故障定位的问题,在分析伪根存在与否的基础上,提出一种换模量伪根识别算法,该算法可以有效识别故障支路与非故障支路的伪根情况。进而,提出一种基于非全程同塔双回线路分段参数的双端工频量故障定位算法,该算法将故障支路辨识与故障点定位相结合,在线路全程内均可完成故障定位,不受故障类型、各端数据不同步和过渡电阻等因素影响。ATP-EMTP仿真结果表明,所提算法可行、有效。     

基于零模线模时差的配电网双端行波故障测距

快速、可靠定位配电网单相接地故障是提高配电网供电可靠性的重要技术手段。现有单相接地故障定位技术实用效果较差,过电压时间较长导致电缆相继燃烧的情形屡见不鲜。文中首先分析行波测距技术在配电网单相接地故障定位中的适用性;然后,利用模量分析法分析配电线路单相接地故障时暂态零模和线模行波的故障特征,提出基于零模线模时差的双端行波测距算法;最后,基于配电网仿真模型,对比分析所提算法与现有算法的单相接地故障定位精度,验证所提算法的有效性和优越性。仿真结果表明,所提算法不受过渡电阻影响、无需对时同步且不受行波波头折反射影响,具有较好的工程应用前景。     

一种基于新的相模变换矩阵的输电线路故障测距改进算法

针对已有电力系统行波故障测距算法中采用的相模变换、小波变换存在的不足,提出了一种结合新的相模变换矩阵和提升小波的行波故障测距改进算法,实现了单一模量反映所有故障类型,简化了高频小波系数的计算,提高了计算速度。通过Matlab仿真实验,验证了与普通小波测距相比,算法具有较高的测距精度。     

交叉互联电缆行波故障测距的研究

交叉互联电缆护层的交叉互联点和直接接地点行波波阻抗不连续,行波的折反射比较复杂,行波测距时无法识别出故障点的反射波和电缆对端反射波。通过分析电缆各个模量参数的特性,给出了电缆故障类型的判据,提出以电流模量4作为行波测距信号的行波测距算法,有效解决了行波在交叉互联电缆上折反射复杂给行波波头识别带来的干扰问题以及第二个反向行波的判别问题。在ATP-EMTP中建立220 k V电缆系统的仿真模型,仿真结果表明该测距算法可行性好,测距精度高。     

小电流接地系统行波测距方法研究

以行波测距法应用到小电流接地系统的故障测距中为背景,对单端测距算法和双端测距算法进行了比较并改进了单端测距算法。利用电流行波进行相模变换,并对其进行二进小波变换。根据小波变换的奇异性理论检测初始行波、故障点反射波及故障点经对端母线反射波波头的到达时刻,进而计算出故障距离,实现故障测距。在Matlab环境下建立了相关模型并进行了仿真验证。仿真结果表明:利用电流行波的小波变换实现小电流接地系统单相接地故障测距是合理且可行的。     

珠海220kV高压XLPE电缆故障行波测距方法研究

研究了高压XLPE电缆故障行波测距方法,对于快速定位故障具有重要意义。将小波变换应用于行波测距的算法中去,由于其模极大值能够准确地反映初始行波的极性和到达时间,该方法利用初始电压行波和电流行波的极性方向来判断线路是否发生故障,它不受后续折反射波的影响,特征明确。利用EMTP软件对模型进行仿真,对仿真后的结果采用小波变换进行分析,能比较准确地判断线路是否发生故障。对珠海环琴线、望环线的电缆线路进行了模拟故障的行波测距实验。结果表明,采用小波算法有效提高了测距的精度。