基于整个输电网的电压行波故障定位算法

在双端电压行波定位的基础上,提出了一种基于整个输电网的行波故障定位算法,该算法在某一条线路故障后每个变电站均记录电压行波到达该站的时间,然后由主站根据整个输电网中各变电站所有的时间信息进行融合处理和容错分析,从而在某一台定位装置故障、启动失灵或时间记录错误后仍能进行精确定位。仿真结果表明,该算法具有很强的容错性和很高的定位精度。     

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S变换的多端输电网故障定位方法

针对现有对于多端输电线路故障定位方法研究的不足,提出了一种基于暂态行波的多端输电网故障定位新方法。对各检测端母线电压线模分量应用S变换,从中提取出奈奎斯特频率分量单频率行波的幅-时变化特性,幅值最大值对应的时刻即为行波波首的到达时刻。采用该频率分量对应的行波波速作为计算用波速,解决了波速不确定的问题。将多端输电网看作含有一条干路和若干支路的集合,形成从支路到干路逐一排除的故障定段方案。最后,依定段结果与双端测距原理计算出故障点准确位置。仿真分析结果表明,定位精确、可靠,算法抗噪性及适应性强。     

基于网络的行波故障定位软件设计

基于整个输电网的行波故障定位方法,综合网络中各变电站测量到的故障行波到达时刻计算故障点位置,能有效提高定位结果的精度和可靠性。文中基于该方法,设计了基于网络的故障行波定位软件。包括故障计算单元、数据库管理单元、GPRS(通用分组无线电业务)无线通信单元、故障信息发布单元。实现了全网故障定位计算、分散分布的行波定位装置与故障定位主机之间GPRS无线通信、全网故障信息数据的管理以及基于Web的故障信息发布等功能。现场运行表明,该软件稳定可靠,定位准确,完全符合工程要求。     

基于函数幅值和线路等分法的双端故障定位研究

由于恶劣天气、外力破坏、绝缘老化、鸟害等原因,输电线路发生短路故障的概率很高。为了准确地找到故障位置和加快线路修复,提出了一种采用电压、电流数据的双端故障定位方法。该方法基于线路两侧不同步数据采用均匀传输线方程推导出新的故障定位函数,利用函数的幅值特性和线路等分法得到具体故障点或搜索范围。最后,MATLAB仿真与计算结果表明,提出的故障定位方法简单易行,定位结果(故障点和搜索范围)符合现场实际巡线需求,能克服过渡电阻和线路两侧数据不同步的影响,适用于各种短路故障类型。     

基于信息融合的故障行波定位网络算法

提出一种基于整个输电网行波信息的故障定位算法.通过分析故障行波到达电网中各变电站的时间关系,运用最短路径原则将复杂的输电网络简化成无环网的辐射型网络,将远端变电站记录的初始行波到达时间折算为故障线路出口侧变电站的初始行波到达时间.通过剔除无效时间数据,并对所有折算得到的有效初始行波到达时间进行融合处理,实现基于整个输电网的故障行波定位.该算法有效解决了电网中某台行波定位装置时间记录不准确或故障导致的故障定位失败问题.仿真结果表明,该算法具有较高的可靠性、准确性,绝对误差不超过100 m.     

基于故障模型的广域故障定位新方法

提出一种利用广域测量信息进行故障定位的新方法.该方法在系统正常运行时,形成网络关联系数矩阵.故障发生后,对每条支路计算定位函数在每个步长点的值,并据此确定故障位置.该方法在故障定位过程中,无需修改网络矩阵,能同时确定故障线路和故障位置,计算量小,易于实现;不受过渡电阻和故障类型的影响,可靠性高.算例结果验证了该方法的有效性和可行性.     

基于同步相量测量技术的配电网故障定位

配电网的故障定位是配电网自动化系统中的一项高级功能。为此,针对配电网的特点,结合同步相量测量技术对节点电压方程进行了处理,导出了一种新型的故障定位矩阵算法。该算法具有较强的通用性,求解过程简单快捷,故障定位快速,对于部分类型的故障还可以具体解出故障距离。最后结舍IEEE13节点系统和[EEE36节点系统,说明了该算法的定位方法并证实了其有效性。     

涡轮泵实时故障检测的频段幅值最大值比方法

根据液体火箭发动机涡轮泵出现故障后振动加速度信号的频谱变化,提出了一种基于频段幅值最大值比的故障检测方法用于涡轮泵实时故障检测。该方法采用快速傅里叶变换（fast fourier transformation,FFT）将历史信号从时域变换到频域并进行频段划分,选择两个有代表性的频段并计算其幅值最大值比。将该比值作为故障特征对待检信号进行实时故障检测。用某型号涡轮泵振动加速度信号对故障检测方法进行验证,结果表明对时长20.80 s的待检信号,设定故障特征阈值为3.5,该方法检出故障时刻为20.08 s,比故障真实出现时刻晚0.07 s（在0.5 s之内）,未出现虚警和漏警。该故障检测方法具备了良好的精确性与实时性。     

基于广域行波信息的配电网故障定位方法

针对配电网故障定位困难问题,提出一种基于广域行波能量与时差的配电网故障定位新方法。首先分析了故障后行波能量的守恒和衰减原理,根据检测点获得的故障信息计算行波能量,直接确定故障区段;然后对故障区段两侧检测点进行访问,扩展为多级有效测距网络,提出三端测距法计算多级故障距离;对多个测距结果运用Grubbs检验法处理,确定故障点。理论分析与仿真结果表明,该算法具有准确性和可行性,不受波速度影响,鲁棒性强。     

基于行波理论的先进故障测距系统实现算法

针对常规行波测距受波速和线路长度参数影响较大等问题,提出并实现了具有多空间数据源综合利用、双模式测距、特殊网络结构自适应优化测距等先进算法的综合行波测距系统.相比常规行波故障测距系统,该系统在线实时确定波速度参数,改变了常规系统中设置固定数值的方式;线路长度的实时校正可消除线路参数长度不准确的影响;同时该系统具备独立测距能力提升的单端测距算法及T型特殊线路自动测距的能力.模拟实验验证表明,该算法可深度优化测距结果,有效提高测距精度,并显著提高行波故障测距的适应能力.     

行波法在电气化铁道牵引网故障测距的仿真研究

针对牵引网受到机车运行工况变化影响,以及一些不确定性因素导致出现接地故障的缺陷,提出了一种利用行波法对牵引网故障进行测距的应用方案。依据AT牵引网实际电路,在ATP中建立投切并联电容补偿模型,对机车运行时牵引网的电流进行仿真分析,得到发生短路时的故障数据,再利用Matlab对故障数据进行行波法测距,最后通过搭建硬件电路实验平台进行验证。仿真分析和实验结果表明,利用行波法对牵引网故障进行测距是行之有效的。     

一种新型的输电线路双端行波故障定位方法

针对行波故障测距技术中行波检测准确性和行波波速对测距精度的影响,提出一种新的双端行波故障定位方法。首先,介绍了变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和 Teager能量算子(Teager Energy Operator,TEO)的特点,并将VMD与TEO相结合应用于故障行波波头的检测。其次,在双端行波故障测距原理的基础上,根据故障行波的传播路径,推导出一种不受行波波速和线路实际长度变化影响的行波故障测距新算法。该算法不需要检测行波反射波的波头,测距原理简单。最后,通过EMTDC仿真验证方法的正确性和准确性。大量的仿真结果表明该方法行波波头检测效果较好,测距准确度较高。     

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。     

一种基于行波法的新型线路故障定位装置的研制

传统的阻抗法进行故障定位,难以克服过渡电阻等因素的影响。随着行波法的优点被日趋认识,基于行波法的故障定位装置已成为主流。为此,提出了一种基于行波法的单端故障定位装置的开发思路,并详细介绍了该装置硬件、软件的设计工作及故障定位方法的研究。     

基于行波原理线路故障测距的误差分析及解决措施

输电线路行波测距装置的应用,极大地提高了输电线路的测距精度,给线路巡线和抢修带来极大便利.测距装置仍然存在着一些误差,从理论上对对引起行波测距装置的误差的原因进行了分析,并提出了补偿意见.     

基于零模行波波速量化的高压输电线路双端故障定位方法

结合行波零模分量传播的依频特性和衰减特性,提出基于零模行波波速量化的高压输电线路双端故障定位方法。利用最小二乘法拟合零模行波波速与故障零模行波到达首末端的传输时间差之间的关系。基于故障发生后实际测量行波信号的传输时间差,获取对应首末端的零模行波实际波速代入改进的双端行波测距方程实现故障定位。在PSCAD/EMTDC中搭建500 kV高压输电线路依频特性模型对所提方法进行仿真验证,结果表明该方法基本不受故障位置和故障电阻的影响,具有较高的故障定位精度。     

基于VMD-Hilbert变换的故障行波定位研究

针对现有行波检测方法中小波变换和希尔伯特黄变换的不足,提出一种基于VMD-Hilbert变换的故障行波检测方法。通过对行波传感器采集到的故障行波信号进行VMD分解,利用Hilbert变换提取模态分量的特征量来标定初始波头的到达时间。针对行波定位精度受波速不确定性影响的问题,基于故障初始行波零模分量和线模分量波头的到达时刻,提出一种与波速无关的双端定位算法。ATP/EMTP仿真结果表明,VMD-Hilbert行波检测方法能有效标定行波波头时间,定位算法无需知道故障发生时刻和故障反射行波波头的到达时刻,进一步提高了故障定位的精度。     

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。     

A novel discrete wavelet transform based on traveling wave technique for identifying the fault location for transmission network systems

This paper proposes a technique to identify fault location on transmission systems using discrete wavelet transforms (DWTs). Fault conditions are simulated using alternative transients program/electromagnetic transients program (ATP/EMTP) in order to obtain the current signals. Various cases based on Thailand electricity transmission systems are studied to verify the validity of the proposed technique. The comparisons among the maximum coefficients in first scale of all buses that can detect fault are performed to detect the faulty bus. The first peak time of positive sequence current obtained from the faulty bus is used as input data for the traveling wave equation. It is shown that the proposed technique gives satisfactory accuracy and is suitable for all types of fault occurring in different sections of transmission lines. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.