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。     

消除零模波速影响的配电网单端行波故障测距算法

配电网线路分支众多,末端往往具有三相不平衡负载,传统的单端行波法需在复杂的折反射波中提取故障点的反射波,不易实现。而基于模量行波速度差和基于线模行波突变这两种故障测距方法的精确度都受制于不稳定的零模波速度。基于此,将两种方法结合,利用零模检测波速度与传播距离成对应关系的特点,获得不受零模波速度影响的故障定位新方法,该方法避免了传统故障测距算法需要多次从复杂的折反射波中提取信息的缺点,能够简洁、快速、准确地对复杂的分支线路进行故障测距。此方法首先检测故障暂态行波的零模和线模分量到达首端的时间差,然后在首端对三相同时注入相同的高压脉冲并检测线模行波首个波头到达检测点的时间,进而利用稳定的线模波速度进行故障距离的测量。最后,利用PSCAD仿真验证了所提方法基本不受故障位置、过渡电阻大小以及故障初相角的影响,各种情况下绝对误差均在100 m之内。     

基于单回线路信息的同塔双回高压直流线路故障选线方法

同塔双回高压直流线路间存在复杂的故障电磁耦合关系,大大增加了各回高压直流线路故障选线的难度。为此,基于同塔双回高压直流线路故障行波的相模变换,分析了基于现有单回线路模量行波计算方法所得到的同塔双回高压直流线路故障回和非故障回的模量行波特点;利用故障回和非故障回地模波和线模波的积分比值以及地模波的极性的差异,提出了1种基于单回线路信息的同塔双回高压直流线路故障选线方法。基于PSCAD/EMTDC的溪洛渡—广东±500 k V同塔双回高压直流输电系统的仿真结果表明,该方法能在行波到达后1 ms时间内快速、可靠地识别出故障极线,且所需采样频率为与实际工程相符的10 k Hz,具有工程实用性。     

基于行波折反射特征的单相接地故障区段定位方法

配电网单相接地故障的单端行波定位方法主要通过检测线模和零模初始波头的到达时刻而实现,但存在零模波速不稳定的问题。提出一种新型的基于行波折反射特征的故障区段定位方法,利用故障行波在线路故障点、分支点和线路末端折反射的规律,由测量点测得故障线模行波,经希尔伯特黄变换(HHT)标定初始波和各反射波到达时刻;由线模波速计算各反射波与初始波的路程差,结合配电网拓扑,确定行波可能的传播路径,进而判断故障区段。PSCAD仿真验证了该方法的有效性。     

基于模量行波传输时间差的线路接地故障测距与保护

随着输电线路电压等级的不断升高,基于行波原理的故障测距和超高速线路保护已经成为目前研究的热点。通 过对接地故障时零模和线模行波传输规律的分析,得出以下结论：1）零模检测波速度和波头李氏指数之间具有特定对应关系;2）零模和线模行波分量传输时间差与传输距离之间具有单调非线性递增关系;3）阻波器对零模和线模电压行波分量的影响不同,模量传输时间差在区内末端和区外出口故障时具有突变特性。根据以上分析,利用小波变换和BP神经网络技术,导出了基于零模和线模传输时间差的接地故障测距、单端量保护新算法,并利用ATP中考虑频散特性的线路模型进行了仿真,仿真结果证实了上述算法的有效性。     

分布式输电线路故障定位装置的研制

传统故障定位装置多是安装在变电站内,高频故障行波经过CT后会发生衰减,频带变窄,影响波头的检测.该文提出一种新型的分布式输电线路故障定位装置设计方法,在一条线路上沿线设置若干检测点,利用Rogowski线圈直接检测输电线路中的高频故障行波,根据输电线路接地故障行波中线模和零模分量在线路中传播速度不同,利用到达各检测点的...     

基于Hilbert-Huang变换的电缆线路单相接地故障定位研究

配电线路发生单相接地故障后,快速、准确地定位出故障点具有十分重要的意义。提出了一种新的故障行波信号时频分析方法,对故障发生后的线模分量和零模分量行波信号进行Hilbert-Huang变换(HHT),得到信号的瞬时频率,由瞬时频率检测出行波波头的到达时刻,通过线模和零模波头之间的时间差计算出故障位置。通过ATP/EMTP对该算法进行仿真,结果证实了算法的有效性。     

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。     

基于小波和神经网络的配电网故障测距算法

目前,树型配电网单相接地故障测距问题仍未得到较好解决.通过对零模和线模行波传输规律的分析,发现了零模-线模行波的传输时间差和零模波头的Lipschitz指数随传输距离变化的规律.以此为基础,利用小波的时频分析能力和BP神经网络的强非线性拟合能力,提出了基于小波和神经网络的故障测距算法,通过ATP仿真软件进行了仿真验证.仿真结果表明,该算法不受配电网分支线路、故障初相角、过渡电阻等因素影响,具有较高的测距精度.     

基于多点电流测量的输电线路行波故障定位新方法

为进一步提高当前行波法的定位精度,提出了一种基于多点电流测量的输电线路行波故障定位新方法.该方法使用多个电流测点将故障位置定位在相邻测点之间后,通过所提中间故障区域选择原则选出用于故障定位的线路段,再利用非故障段线路长度与其两端测点检测到的故障初始行波到达时刻的时间差之比在线测定出波速,最后根据双端行波定位原理计算出故障距离.在缩短线路故障区间的基础上进行故障点定位,减小了线路长度引起的定位误差,也使得故障电流行波信号衰减和畸变程度减小,有利于初始行波到达时刻的准确标定,同时波速的在线测定也消除了由于其不确定性造成的定位误差.仿真结果表明所提方法具有较高的定位精度.     

单端行波故障测距的组合方法研究

单端辐射状电网发生单相接地故障时,单端行波故障测距的关键是正确识别来自故障点的反射波、对端母线的反射波及健全线路的反射波.行波零模波速具有较强的依频特性,而线模波速较稳定.由于零模波速的不稳定性,当取其为固定值时,导致基于线模、零模波速差的单端行波故障测距精确度不够.针对此问题,首先利用神经网络训练学习,估算出零模波速,基于线模、零模波速差得到初步故障距离,以此初步故障距离从线模行波突变波头中找出故障点反射波头及对端母线反射波头,再把线模波速代入相应的测距公式得到精确故障距离.利用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,对不同的故障情况进行仿真,均验证了该方法具有较高的测量精度和可靠性.     

110kV非对称输电线路行波传输衰减规律研究

行波传输特性是行波定位研究与应用领域里的一个重点内容。以一条110 kV非对称排列输电线路为研究对象,首先推导了线路行波传输参数与解耦方法,对线路上分布式行波监测系统的实测数据进行解耦计算,并对其传输特性进行分析。将常规解耦平衡线路算法用于较短距离110 kV非对称线路解耦计算,此时耦合分量占比低于2%,随着传输距离的增大,线模与零模分量均出现衰减。定量分析不同观测点线模行波与零模行波各频率分量的衰减情况,并比较理论与实测行波衰减情况。最后对线模波速和零模波速进行标定。结果表明:高频衰减对波速标定影响不大,线模与零模均可用于短距离线路分布式故障检测,实现较高的定位精度。     

基于双端行波的T型线路故障定位方法

针对现有输电线路双端行波故障定位方法研究的不足,提出一种基于行波线模时间的双端行波定位新方法,通过测量线模首波头到达线路两端的时间,得到与波速无关的故障定位公式。在深入研究T型输电线路故障支路识别和故障点定位的基础上,提出利用T型线路三端线模时间的故障距离方程组和线路固有关系建立的判别方法,直接进行故障支路判别和故障点定位,改变根据支路判别关系推出故障定位公式的传统思路,解决了T节点附近故障时支路判别问题。该方法只利用故障初始行波,便于故障的识别。ATP/EMPT仿真验证所提方法简单可行,定位误差小,具有很高的可靠性。     

基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法

为解决配电网接地故障的定位难题,在分析配电网接地故障行波零模与线模分量传输特性的基础上,提出了一种配电网接地故障定位新方法。该方法采用合适的小波变换标定零线模行波波头,并根据配电网故障行波历史数据拟合零线模时间差与故障距离、零线模时间差与零模波速的对应关系曲线,然后据此关系曲线提出了基于零线模传输时差的故障区段判别方法,最后研究了基于双端行波零模分量的配电网故障精确定位新方法,可在线路接地故障情况下准确判别故障区段并精确计算故障点位置。该方法具有较高的定位准确度,可有效解决配电网接地故障定位难题,仿真分析验证了该方法的有效性和准确性,有望在配电网中得到实际应用。     

配电混合线路双端行波故障测距技术

该文提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线、电缆混合线路单相接地及相间短路故障测距,分析了故障初始行波模分量的暂态特征。研究发现,尽管中性点非有效接地系统单相接地故障后线路稳态线电压保持不变,但其故障暂态过程仍产生行波线模分量,这样单相接地及相间短路故障均可利用参数比较稳定的行波线模分量作为测量信号。分析表明行波在配电混合线路传播过程中发生复杂的折、反射,应该利用双端行波测距法测量故障距离。针对架空线和电缆波速度不一致的问题,给出了基于时间中点的故障点搜索算法。分析了电压、电流行波在线路末端的反射规律,为选择合适的行波测量信号提供了理论基础。现场试验表明文中所述方法可行有效。     

树型配电网单相接地故障行波测距新算法

提出了利用零模行波分量和线模行波分量速度差的故障测距新算法，由于只判断行波的初始波头到达时刻，所以不受分支的影响。针对零模分量波速度随频率变化大的问题，该文通过分析发现了零模波速度的变化规律以及和波头李氏指数的对应关系，两者都只与距离有关，且不受其它因素影响，这样根据波头李氏指数，通过样条插值，就可以估算出零模波速度，解决了零模波速度难以确定的问题。通过ATP对该算法进行仿真，结果证实了该算法的有效性。 关键词：配电网；故障测距；行波；波速度；李氏指数     

考虑线路参数依频特性的特高压半波长交流输电线路行波传播分析

为分析类似特高压半波长线路的超长线路上行波传播特点,在考虑线路参数依频特性的条件下,对线模行波与零模行波在不同故障距离上所体现出的波速差异进行了理论研究。从理论推导与仿真验证两个方面指出:故障点无法解耦而导致的"模混杂"会造成从故障点反射至线路两端的零模行波包含由线路两端反射至故障点的部分线模行波,渗透进入零模通道的线模行波会使计算得到的零模平均波速趋近于线模平均波速;随着传播距离的增加,零模行波与线模行波的差异逐渐增大,在传播距离达到3 000 km时,零模行波所含高频量极少,波形平缓,利用高频量进行标定的方法容易失效。分别利用小波模极大值与行波幅值10%作为波到时刻判据对零模行波到达时刻进行了标定,指出波到时刻的定义与标定方法有关,且随着传播距离的改变,平均波速也会出现较大变化,不能以单一波速进行测距计算。     

基于线模行波突变的配电网单相接地故障测距方法

为了消除线路结构多变性和不平衡负载对配电网单相接地故障测距的影响,提出三相同时注入高压脉冲后以线模行波突变为判据的测距新方法。通过分析配电变压器的行波传变特性和行波在故障点的传播方程,在理论上证明首端检测到的第一个线模电压行波波头来源于故障点零模电压入射波的反射,进而得到测距公式。根据色散原理及配电网线路一般较短的情况,将波头首个非零点作为行波到达时刻的判别,并选取波速度为光速。在PSCAD(power systemscomputer aided design)中仿真验证了方法的有效性和准确性。     

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。     

基于分布式行波检测的配电网单相接地故障定位方法

为解决复杂树型配电网长期存在的单相接地故障精确定位难题,分析了故障行波模量的传输特性,提出了一种基于两种行波原理组合的故障定位新方法。该方法首先建立多端定位算法查找故障主干线路,缩小故障定位范围;然后提出基于行波模量时差的双端定位算法,利用行波线模分量与零模分量的行波传输时差准确计算故障距离;最后,综合利用多端与双端定位结果确定故障精确位置。经仿真验证,该方法仅需在部分配电线路末端安装行波定位装置即可实现配电网全网线路的精确故障定位,有效节省了装置投资成本,具有数据处理量少、算法实现简单等优点。