融合行波时频信息的HVDC线路雷击点与短路故障点不一致时的定位方法

雷电流在输电线路传播时,可能导致线路的绝缘薄弱环节被击穿,发生短路故障,此时现有时域行波测距算法只能获取雷击点位置而无法获取精确的故障距离。因此,针对高压直流输电线路雷击点与短路故障点不一致的情况,提出一种综合利用输电线路两端电流行波的时域信息和频域信息的故障定位方法。该方法首先根据线路两端故障电流行波的时域信息判断雷击点位置,然后利用雷击点与短路故障点存在的位置关系判断输电线路短路故障点位置区段,最后根据线路双端或单端的故障电流行波固有频率计算短路故障点距离。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法在高压直流输电线路雷击点与短路故障点不一致情况下对短路故障点定位精度高,且不受雷击点与短路故障点位置、过渡电阻及噪声干扰的影响,具有良好的适用性和实用价值。     

基于多源信息的输电线路故障定位新方案

鉴于快速、准确地定位输电线路上的故障点对保障电力系统的安全稳定运行至关重要,提出了一种基于多源信息的输电线路故障定位新方案。该方案借助区域集中式广域保护系统采集保护区域内的拓扑信息、网络参数和电流信息,当输电线路发生故障后,依据故障线路等值模型和叠加原理,通过电网中的节点注入电流和线路电流求解故障稳态模型中线路电流;在此基础上,通过定义线路平均故障距离实现了故障点定位。基于新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明,本方案不受故障类型、过渡电阻、故障点位置等因素的影响,能够准确地定位保护区域内线路上的故障点。     

三角形环网输电线路故障测距新算法及其实现

利用本侧信息定位输电线路短路点的测距算法,通常是基于双端模型。中提出的三角形环网中输电线路故障测距的单端工频电气量方法具有如下特点：①故障定位精度不受故障线路对侧系统阻抗变化和负荷电流的影响。②定位单相故障时,不需要输入故障前信息。③采用ＲＬＣ全分布线路参数模型。大量的暂态仿真结果表明,此方法有效。     

基于轨迹去伪的输电线路故障定位方法

输电线路故障定位在故障隔离中起着至关重要的作用,针对单端行波法在输电线路故障定位应用中的不足,提出了一种基于轨迹去伪的输电线路故障定位方法。该方法先采用单端行波法记录故障点反射波和干扰反射波进而获得真、伪故障点,再根据线路两端的电压差和上游端电流构建的电压差-电流(Δv-i)椭圆轨迹图得到估计故障位置,进一步比较估计位置与真、伪故障点的距离,将与估计故障距离最近的故障点作为准确的故障位置。所提方法是对单端行波法的改进,不需要增加额外的检测设备,仅利用输电线路两端原有的计量或保护装置即可监测线路两端电压和电流。在输电线路三相接地、单相接地、两相接地等不同故障类型条件下对所提方法进行测试,运行结果表明所提方法在输电线路发生不同故障时均能准确定位故障位置。     

一种风电场混合输电线路故障定位方法研究

针对风电场功率不确定性及短路故障导致的输电线路故障难以诊断的问题,提出一种基于参数估计的风电场故障诊断方法。首先根据输电线路中的行波特征建立故障定位传输方程,再通过多测点传输方程组成超定方程,利用参数估计理论对超定方程进行求解,进而确定故障点的精确位置。参数估计算法可剔除无效数据,提高故障定位精度。通过实际风电场输电线路数据验证了该方法的有效性,对风电场输电线路故障诊断有理论指导作用。     

一种风电场混合输电线路故障定位方法研究撤回

针对风电场功率不确定性及短路故障导致的输电线路故障难以诊断的问题,提出一种基于参数估计的风电场故障诊断方法。首先根据输电线路中的行波特征建立故障定位传输方程,再通过多测点传输方程组成超定方程,利用参数估计理论对超定方程进行求解,进而确定故障点的精确位置。参数估计算法可剔除无效数据,提高故障定位精度。通过实际风电场输电线路数据验证了该方法的有效性,对风电场输电线路故障诊断有理论指导作用。     

基于支路测距系数的四端输电线路故障定位研究*

针对四端输电线路故障定位困难的问题,提出一种基于支路测距系数的故障定位方法。通过假设故障点位置,依次构造对应分支的双端测距方程并算出支路测距系数,利用各分支测距系数的大小定位故障支路并算出故障距离。该故障定位方法不受故障类型、故障位置、过渡阻抗及系统运行方式等因素的影响。基于PSCAD平台的仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

脉冲注入法用于直流输电系统接地极线路故障测距

分析了直流输电系统在双极运行方式下,外部注入脉冲信号在接地极线路上的传播过程,提出一种利用注入脉冲信号的直流输电系统接地极线路故障测距方法。该方法通过周期性地从接地极线路始端注入脉冲信号探测线路是否发生故障,在判断线路发生故障后,通过改变注入脉冲信号的宽度和脉冲极性探测故障点位置,最后以取平均值的方式得到故障测距结果。以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了直流输电系统在双极运行方式下的接地线路故障测距仿真模型,并借助MATLAB对仿真波形数据进行分析,仿真结果表明该方法是可行的。     

高压直流接地极线路故障特性仿真及其 故障测距新算法研究

高压直流输电系统可用大地构成输电回路,接地极系统运行方式复杂。建立了±500 kV直流输电系统仿真模型,分析了接地极线路故障时的运行特性,并针对接地极线路单线短路故障,提出了一种基于贝杰龙模型的接地极线路故障测距新方法。利用故障后首端电压和两出线电流推算沿线电压分布,根据故障点或极址点为全线电压最小值的特点构造故障测距函数,计算出故障距离。PSCAD/EMTDC仿真计算结果和工程实例表明,该算法可在接地极全线范围内实现故障定位,且具有较高精度。     

大规模电网中低频振荡扰动源的定位方法

由于中国电网规模庞大,低频振荡现象时有发生,如何快速确定低频振荡扰动源并及时将其切除,对保障电网的安全稳定运行意义重大。当电网中发生低频振荡时,根据传播到电网中不同位置的特殊形状扰动行波具有的相似性特点,提出一种比较多点测量数据波形相似度以确定低频振荡扰动源位置的定位方法,针对在电网中不同地点一段时间内同时采样的电压数据,利用希尔波特(Hilbert)变换提取各采样点的电压扰动变量并将其传送至监控单元,在监控单元利用定义的顺序相似度函数提取扰动行波通过各相邻采样点间的时差和先后次序,利用各采样点间已知的线路长度计算波速并确定低频振荡扰动源的位置。通过一个7机无穷大系统模型的仿真分析,验证该方法的正确性和准确性。理论分析和仿真结果表明:该方法能够快速确定电网中低频扰动源的位置;而且所需的采样测量单元数量少,能够节省大量投资。     

基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法

针对直流接地极线路发生远距离、高阻接地故障时,现有故障定位算法精度低的问题,提出了一种基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法。基于线路的分布参数模型,建立了故障后接地极线路故障模量网络,在此基础上利用接地极线路量测端的电压、电流量计算沿线的电压、电流分布,进而得到故障点处的测量阻抗,根据故障点处测量阻抗虚部最小的特点进行故障定位。大量仿真结果表明,该算法可实现接地极线路全长范围内的准确定位,且不受故障位置和分布电容的影响,具有较高的故障定位精度。     

基于线电压和零模电流的小电流接地故障暂态定位方法

为解决配电网小电流接地故障时故障点定位困难的问题,提出一种基于线电压和零模电流暂态分量的故障定位新方法。该方法借助馈线自动化(feeder automation,FA)系统实现,不需要额外增加设备。馈线终端检测线电压和零模电流信号,利用暂态线电压的希尔伯特变换与暂态零模电流的乘积计算故障方向参数,FA主站根据故障点前后方向参数极性相反的特征确定故障点所在的线路区段。介绍基于线电压的小电流接地故障检测和接地故障相确定的算法。数字仿真与试验结果表明该方法是正确可行的。     

基于零序电压分布特征的小电流接地故障测距初探

故障测距能够大大提高故障巡线与修复速度,但现有配电网小电流接地故障测距技术存在经济性较差的问题。为此,提出一种基于零序电压分布特征、可在现有配网自动化系统上实现的小电流接地故障测距方法。首先,利用小电流接地故障分布参数等值电路,验证零序电压分布特征作为故障测距判据的可行性。其次,在故障区段已知的基础上,利用配网自动化系统获取有限检测点的故障零序电压信息,并通过函数拟合得到故障点上、下游区段的零序电压分布函数。最后,求解两区段零序电压分布函数的联立方程组,得到故障点位置。仿真和现场数据的测试结果表明,该方法的测距精度较高,且可以利用现有设备实现,具有良好的经济性。     

基于参数识别的时域法双端故障测距原理

提出了一种基于参数识别的时域法双端故障测距原理。无需已知被测线路的准确参数,而将输电线路电阻、电感、电容等参数作为待识别参数,分别由线路两端电气量采样值计算沿线的电压分布,利用故障时只有故障点处电压相等的基本原理识别出准确的线路参数并计算出故障点位置, 克服了传统测距方法因线路参数不准确而引起的测距误差。该测距方法采用故障距离占线路全长的比例表示故障定位结果,该结果不受季节、弧垂等变化的影响,便于利用杆塔的地面距离估测出故障点位置。ATP仿真结果表明该方法具有较高的测距精度。     

基于分布参数模型的混合输电线路精确测距及重合闸方案

华东镇海—舟山500kV线路工程采用复杂的电缆-架空线混合输电线路,发生故障时无法准确对故障位置进行定位,且现有的重合闸方案无法实现自动识别架空线路故障并投入重合闸。文章提出一种基于分布参数模型的混合线路故障测距方案,方案采用正序故障分量,利用混合线路各段准确参数,分别采用线路两侧电气量计算沿线各点的电压有效值。根据两侧电气量计算的故障位置电压有效值相等的特点,对故障位置进行准确计算。且针对实际工程对重合闸的需求,提出一种故障位置区段定位方法。该方法通过比较用两侧电气量计算的电缆和架空线交界处的电压有效值对故障所在区段进行定位,以实现故障点位于电缆线路时不重合,故障点在架空线时重合闸。仿真结果表明,采用华东镇海-舟山500kV线路工程各段准确参数,各故障位置、各故障类型测距误差均不大于2.5%或±1km,测距结果不受过渡电阻影响,且可实现自动识别架空线故障并投入重合闸。     

基于母线扰动信号的配电网混合线路行波故障测距技术

中压配电网母线处施加扰动信号与故障指示器相配合实现故障区段定位的技术,得到越来越多的广泛应用。母线处扰动信号源能够产生行波信号,这为故障测距提供了可能。文中提出了一种基于母线扰动信号的单端故障行波测距技术。在发生永久性单相接地故障后,将非故障相母线经电阻接地,依据行波传输原理选取某个有效的线模分量,通过测量该线模分量反射行波到达时刻与扰动信号产生时刻的时间差计算故障距离。分析研究了多分支架空线—电缆混合线路的故障测距解决方案,并应用最小二乘估计对多次测距的结果进行有效融合,得到更为准确的测距结果。仿真与现场试验结果证实了测距技术的准确性。     

中性点经小电阻接地风电场集电线路单相接地故障测距研究

风电场集电线路呈现多分支、多电源接入的形态。线路发生单相接地故障后,不同分支上风机依据感受到的电压降的不同而自动投入不同的低穿控制策略,从而会导致输出不同的分支电流,使得基于阻抗原理的测距方法失效。该文巧妙地利用风机箱变高压侧采用三角形接线的现实,无零序电流回路,提出基于故障区段逐次搜索的单相接地故障测距方法,并引入描述故障点弧光接地的对数电弧模型,实现了较高的测距精度。仿真算例和实际案例数据验证了算法的有效性。该算法可同时求解得到故障点电弧的长度,为后续的故障类型辨识奠定了基础。     

基于电流变化的环状直流配电网故障定位方法

针对现有故障测距方法无法同时对单极接地故障和极间故障进行定位,以及利用电容放电阶段进行故障定位时忽略了多端换流站都会对故障点注入电流等问题,提出一种利用故障线路上的全电流分量对多端柔性直流配电网进行故障定位的方法。通过联立与故障点相邻两网孔的电压方程,从算法上解决了过渡电阻对求解故障位置的影响。在simulink中搭建6端环状模型对所提方法进行仿真,结果验证所提方法可以在发生线路故障时能快速识别故障并进行可靠定位,满足直流配电网的故障测距要求。     

C型行波法在配电网故障测距中应用之研究

为解决配电网故障定位问题,使配电网故障定位自动化,以减少巡线工作量和用户停电时间,提出了利用C型行波法对单相接地故障进行故障测距的方法。该方法基于C型行波定位理论,通过在线路始端注入一高幅值脉冲,使用高采样率采集装置在始端接收返回波形,再选取适当的滤波器进行数字滤波滤除噪声提纯有用信号,并使用隔点差分的方法确定行波在线路始端和故障点之间返回所用的时间,从而在较短时间内计算出故障距离。同时,通过分析行波在带分支线路中的传输过程,提出了确定简单配电网络的拓扑结构的方法。经过理论分析、ATP仿真及实验室模拟实验,并对所得数据进行有效分析,证明了该方法的正确性,也说明该方法在配电网故障定位中是实际可行的。