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。     

基于时频分量相关分析的高压电缆双端行波测距

高压电缆行波测距需解决2个关键问题:确定行波到达时刻和选取行波波速。由于线路存在损耗且参数随频率变化,导致行波在传播过程中存在波形畸变,不易确定行波到达时刻;另外由于不同频段的波速不同,因此不易选取一个固定的行波波速。针对以上问题,利用正交小波的频段剖分功能和适合表征暂态信号的特点,将暂态行波信号分解成多个频段内的时频分量信号。在各个频段,线路的衰减系数和波速都可近似为常数,因此各频段两侧的时频分量波形相似。用相关分析方法在各个频段确定两侧行波时频分量的时间差,结合各个频段内的波速,即可得出精确的双端行波故障测距结果。用EMTDC仿真对该方法进行了实验验证。     

利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距

与架空线路相比,电缆线路行波色散更为严重,其行波波速度的确定及故障行波波头到达时刻的精确标定更为关键。将单端行波暂态信号进行小波分解并重构为多个频带的时域信号,采用相关分析计算每一个频带下2个波头的相关系数,选择相关系数最大的频带为特征频带,并利用特征频带的中心频率计算电缆行波波速。在特征频带内利用时域变换的TT算法,对行波波头到达量测端的时刻进行精确标定。由此构建了基于故障特征频带和TT变换的电缆线路单端行波测距方法。大量高压电缆故障测距的电磁暂态仿真结果表明,该方法有效,测距精度高。     

高压电缆在线行波故障测距算法的设计

研究了模量电流信号在高压交叉互联电缆中的传播特性,提出了以电流模量4作为高压电缆的行波测距信号。并设计了不受电缆波速变化影响的在线行波测距算法,有效解决了交叉互联电缆波阻抗不连续造成的行波折反射复杂问题,以及内外模量行波的交叉透射问题。算法通过提取故障暂态行波中能量百分比比较高的频带进行暂态行波的重构,有效降低了暂态行波的频带宽度,减小了行波色散对测距结果的影响。EMTP仿真及Matlab计算表明该算法适应性好,测距精度高。     

基于小波变换的矿井电网故障行波定位

针对矿井下由于条件恶劣经常造成的电缆接地短路故障,分析了快速找到故障点对矿井下供电安全的重要性,将已在大电力系统中广泛应用的行波测距引入到井下电路故障的定位中,根据实际情况改进了单端测距算法,并利用小波变换来提取故障行波的特征信息,通过小波系数的模极大值计算确定信号的突变点。仿真实例表明此方法能实现对矿井下电网故障较为准确的定位。     

基于小波变换的电缆短距离开路故障测距

为了减小电缆故障测距的盲区,提高测距精度,提出一种电缆短距离开路故障的测距方法。分析对比电缆短距离开路故障后分别采用矩形波和钟形波作为发射脉冲进行测距的行波波形,可知采用矩形波作为发射脉冲时,发射波与反射波重叠后的拐点明显,易于发现。利用小波变换对信号的多分辨率处理和对突变信号的良好表征能力,确定发射波起点和该拐点位置,测出故障距离。该方法既可以为电缆故障人工测距提供参考点,又可以实现电缆故障自动测距。实测结果表明,该方法对于电缆短距离开路故障测距准确,可以有效减小行波测距的盲区。     

基于行波原理的10 kV电缆单环网故障测距研究

综合利用故障产生的暂态行波对电缆单环网进行测距分析。对单环网的整体结构进行划分,提出单环网测距方案。针对T型电缆线路提出具体测距原理,根据故障行波到达各测量端的时间差计算初步测距结果,判断T型电缆内、外部故障区段,在确定区段的基础上由初步测距结果得到故障点的精确位置。利用格鲁布斯检验法对测距结果进行筛选,应用三次B-样条小波和模极大值理论得到行波的准确到达时间。仿真结果表明了该测距原理及方案的可行性和准确性。     

基于小波去噪的配电网C型行波故障测距

对于配电网C型行波测故障测距方法,通常将故障相和非故障相的电压差作为测量信号进行故障测距。但是对于实际配电网系统,分支对信号的衰减和噪声的干扰常使测量信号湮没在噪声中,使得算法失效。提出一种基于小波重构的配电网行波去噪方法,利用小波分析对信号进行多尺度分解、重构去噪提取故障信号。与传统的去噪方法相比,去掉了信号高频部分,减小了在实际配电网中由于噪声对测量信号行波波头提取的影响,仿真结果表明该方法的正确性。采用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立中性点非有效接地的系统仿真模型,仿真结果表明基于小波去噪的配电网C型行波故障测距的可行性。     

基于行波自然频率的故障测距方法适应性分析

基于行波自然频率的输电线路故障测距方法利用故障行波自然频率的主成分进行精确故障测距,不依赖行波波头的识别.而实际电力系统中复杂的母线结构或者架空线-电缆混合线路波阻抗不连续,都可能影响故障行波自然频率主成分的精确提取.为此,研究了不同线路型式下故障行波频谱的识别方法,分析了影响自然频率精确提取的相关因素,讨论了电缆线路及架空线-电缆混合线路的自然频率提取方法;并仿真分析验证了该故障测距方法的适应性和精确性.     

基于行波固有频率和经验模态分解的混合线路故障测距方法

基于行波固有频率的故障测距方法不依靠识别行渡波头即可进行精确故障测距,测距的关键是正确提取故障行波固有频率的主成分.该方法应用于架空线-电缆混合输电线路时,由于波阻抗不连续,会形成混叠的固有频率频谱,给正确识别和提取故障行波固有频率主成分带来困难.基于此,文中提出一种基于行波固有频率和经验模态分解(EMD)的架空线-电缆混合线路故障测距方法,在提取故障行波固有频率主成分之前先利用EMD进行信号分解,获取故障测距所需的故障行波成分,再对其进行固有频率频谱分析、主成分提取和故障测距计算.对某实际的110 KV架空线-电缆混合输电线路的仿真分析表明,该方法可较好地解决现阶段频域方法进行架空线-电缆混合线路故障测距时存在的频谱混叠问题,具有一定的实用价值.     

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。     

加窗提升小波包变换及其在故障测距中的应用

在输电线路故障测距中,为了从信号的时域中快速、准确地定位奇异发生时刻,提出了一种基于加窗提升小波包变换的双端行波测距法。首先设计窗函数,将采样数据与窗函数相乘,通过滤去低频分量来加快计算速度,最后通过模极大值点的检测实现故障发生时刻的检测。由于提升格式能有效保留信号的局部信息,因此对采集到的行波信号加窗后进行提升小波包变换。通过设计预测算子和提升算子,获取信号的局部特征,即高频突变点,从而准确刻画故障行波到达测量端的时刻,提高运算速度。MATLAB仿真结果表明,采用加窗提升小波包变换的行波测距能够准确地提取行波信号的波头位置,大大提高了计算速度。与加窗小波算法和加窗小波包相比,在具有较高测距精度的情况下,有较高的计算速度,能明显缩短查找故障点的时间。     

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。     

电缆故障测距系统的设计

分析了电缆故障测距中普遍存在的反射波波头难以准确识别的问题,引入了数学形态学和小波分析理论,对行波测距方法进行了改进,将数学形态学和小波分析结合起来滤除行波信号中的噪声,从而找出行波到达的准确时刻.在此基础上设计出电力电缆故障测距系统,并对1条300 m长的交联聚乙烯电缆进行了故障测距实验,实验结果表明该系统可以有效地...     

基于小波变换技术的新型输电线路故障测距系统

现有行波测距法基本上都没有把由该方法所确定的行波到达时间与故障定位用行波传播速度很好地结合起来,导致定位精度不理想。本文介绍一种新型输电线路故障测距系统的原理、功能和构成,其采用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,使测距精度大大提高,满足精确故障定位的要求。该系统已在现场投入运行。     

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。     

考虑护套交叉互联的GIS终端电缆在线测距方法研究

以110 kV护套交叉互联电缆为研究对象,应用小波变换和多尺度分析技术解决电缆故障电流行波色散问题,同时采用一种简单易行的数学处理方法对故障行波进行识别,在确定故障初始行波和故障点反射波到达电缆两个检测端的时刻后,提出一种不依赖于全球定位系统(global positioning system,GPS)的双端行波测距方法。采用电力系统计算机辅助设计-电磁暂态模拟程序软件(power system computer aided design and electir-mignatictrevnslent in DC system,PSCAD/EMTDC)中与频率相关的电缆建立仿真模型,故障仿真结果表明,该方法能避免波速度和波阻抗不确定性的影响,同时免除了由GPS时钟精度引入的测距误差,使得故障定位具有较高的可靠性和准确度,且不受故障距离、过渡电阻等因素的影响。     

基于电压行波原理故障测距的相关问题研究

本文首先对基于电流行波和电压行波原理的故障测距进行了比较,接下来着重论证了提取电容式电压互感器（CVT）二次电压行波进行故障测距的可行性,并对CVT的行波传变能力进行了仿真分析,提出了小波变换和高速数据采集是保证电压行波故障测距准确性的两个重要方法。最后介绍了基于电压行波原理故障测距的应用情况及发展前景。     

小波变换在超高压输电线路双端故障测距中的应用

研究了基于小波分解的故障测距,对故障行波电流信号进行相模变换,通过小波分解提取出故障分量发生奇异性的时间点,针对以往利用单端行波故障测距存在故障距离检测不准确的问题,采用双端故障测距将行波到达两端的时间相减,可以更准确地定位故障点。实例分析表明该方法有很高的测距精度。