架空线-电缆-架空线混合线路故障定位方法研究

为了解决波速不准确对混合线路故障定位的影响,提出一种架空线-电缆-架空线混合线路故障定位新方法。首先,通过检测各区段的零序电流幅值差异度,实现故障大区段检测;然后,基于纯架空线或纯电缆线路的波速相同特性,通过检测故障行波首次到达故障区段两端的时间,实现故障小区段检测,进一步缩小故障区段;最后,结合三端行波法对架空线-电缆-架空线混合线路进行故障测距。仿真结果表明,该方法简单,高效,抗干扰能力较强,测距精度满足要求。     

基于暂态行波的小电流接地系统故障定位

小电流接地系统发生接地故障时,故障电流的稳态分量较小,导致许多基于稳态分析的接地选线装置效果不佳,故障定位不准确.分析了小电流接地系统单相接地时故障线路与非故障线路的零序电流特征,介绍了小波变换、信号奇异性检测及行波测距原理,提出了利用小波变换提取暂态分量作为依据的故障选线方法,该方法对接地故障的暂态分量进行小波变换,通过比较变换后零序电流模极大值的大小和极性判别出故障线路,进而实现行波测距故障定位.MATLAB仿真结果表明,该方法能够准确、可靠地实现故障定位.     

利用线路中点电流检测的改进单端行波故障测距方法

现有的输电线路单端行波故障定位方法存在难以确定反射行波来源的问题。双端法需要在线路的两端安装故障检测装置,虽然克服了单端法的缺点,但测距精度受到时间同步误差的影响。该文提出了一种利用线路中点电流检测的改进单端行波故障定位方法,该方法通过在线路的中点处安装电流传感器,应用皮尔逊相关系数比较线路端点和中点的故障电流信号,确定故障点所在的区间。通过分析线路中点电流传感器记录的故障电流,可以在线计算得到没有时间同步误差的行波传播波速。然后根据故障区间信息选用相应的单端法故障测距计算式,代入测得精确的波速,即可得到精度好、可靠性高的故障测距结果。该方法适用性好,对于已有单端行波测距装置的线路,只需要在线路中点处添加一套线载电流传感器,硬件成本较低,应用前景良好。     

基于双端行波原理的高压架空线-电缆混合线路故障定位方法

针对110 kV及以上电压等级的高压架空线一电缆混合线路,提出一种基于双端行波原理的混合线路故障定位方法.首先,通过将混合线路故障产生的初始行波浪涌到达线路两端的时间差与整定值进行比较来确定故障区段;然后,根据不同的故障区段推导出相应的混合线路双端行波故障测距算法.为了对提出的混合线路行波故障定位方法进行验证,将故障定位算法嵌入到普通的双端行波故障定位装置中,并利用行波测距校验仪对改造后的行波定位装置进行混合线路故障定位的模拟试验.试验表明,所提出的混合线路行波故障定位方法是可行的,而且具有较强的实用性.     

基于实际波速的多端输电线路行波故障测距方法

为进一步提高多端输电线路故障行波测距的准确性,本文提出了一种基于实测波速的多端输电线路故障定位方法。首先使用网格分形算法提取了线路故障时各条母线处初始行波的到达时刻,然后依据线路长度与故障初始行波到达时刻计算多端输电网各线路区间的波速,应用计算所得波速形成故障区间判定矩阵,实现了故障点位置的准确判定。该方法以计算得到的实际波速为依据,解决了现有测距方法中因波速不确定引起的测距误差问题,同时依据双端测距原理实现了故障点的准确定位。仿真结果表明,该方法能够有效判别故障区间,有着较高的定位精度。     

基于相位比较的多端输电线路故障定位研究

当前的多端输电线路故障支路判定方法复杂、繁琐、不易实现。为此,提出一种基于相位比较的多端输电线路故障定位方法。该方法在输电线路上装设多个测点,将多端线路模型看作一条主干线路与若干分支线路的集合,通过加Kaiser窗的FFT算法,比较相应线路上测点之间的相位差,再利用非故障区间长度与两端测点检测到的故障行波时间差的比值求得波速,最后根据双端行波原理计算出故障点位置。该方法能够准确的判定出故障区间与故障相别,在克服T节点附近存在测距死区的基础上,消除了波速不确定对定位结果的影响。EMTDC仿真结果表明,该方法适用性强,定位精度高。     

树型分支配电网的行波故障定位方法研究

针对配电系统中树型网络故障分支的选择测距困难、准确度偏低的问题,提出一种基于小波变换的三端行波故障测距方法.该方法可以判断零序电压初始行波到达测量点的有效时间,利用时间差与线路长度、分支点位置的关系,对树型网络单相接地故障进行选线定位.该方法在分支点附近不存在死区,且不受波速度,故障角度,接地电阻等因素的影响,即使在测距装置故障、启动失灵或记录错误时间后仍能可靠定位.利用Matlab建立简单树型网络模型进行仿真,仿真结果表明,该方法可以快速准确地选出故障分支,精确定位,有助于进一步提高树型网络行波故障定位的可靠性.     

一种利用行波自然频率的杆塔故障定位新方法

为解决传统基于行波自然频率的单端故障测距方法在单相或远距离故障时测距精度不高的问题,提出了一种基于行波自然频率的杆塔故障定位新方法,该方法对主自然频率辨识精度不敏感,具备较好的抗差性能,提高了单相或远距离故障情况下的测距效果。通过辨识线路两端故障电流中的主自然频率值,并根据行波主自然频率值与故障距离间的倒数关系,由线路两端的主自然频率值之比,确定故障距离占线路全长的比例。仿真结果表明,所述方法故障定位精度高、稳定性好,定位结果不受季节、弧垂变化及故障距离和故障类型的影响,利于实际现场中故障位置的查找。     

一种改进行波时频复合分析的杆塔故障定位方法

基于时频复合分析的行波故障定位方法依赖于固有频率法的测距可靠性。为进一步提高该方法的测距精度及可靠性,提出一种改进的时频复合分析行波杆塔故障定位方法。首先分析两侧故障信号,分别得到主固有频率,采用改进的固有频率法初步得到故障点位置;然后利用小波工具对信号进行时域分析,根据固有频率法得到的故障位置推导故障点反射波头到达母线的时间;最后由线路两端故障点反射波与初始行波的时间差之比进行杆塔故障定位。EMTP联合Matlab仿真分析表明,该方法提高了固有频率法测距稳定性,有利于时域分析。同时,对400 km线路的杆塔定位误差在400 m以内,耐受过渡电阻达350?,在线路长度变化3 km情况下不影响故障测距。     

应用分布式电压传感技术的配电线路行波故障测距

提出了一种配电线路故障测距方法,该方法由2部分组成,首先采用基于电压行波到达时间序列的故障区间判据实现故障区判别;然后对确定区间实施双端法行波测距以实现精确故障定位。其核心是分布式电压传感器,该传感器采用Pockels原理实现线路电压的一二次传变,进而通过光纤通道实现线路电压信息的实时传输,可以有效完成远端节点电压的集中、同步、高速采集和处理。所提行波法同样适用于中性点非有效接地系统的单相接地故障准确测距。仿真验证了该方法的正确性,该方案不受中性点运行方式、系统运行状态的影响,故障定位误差小于100m以内,满足配电网对故障测距的实际需求。     

基于FTU和“S”信号注入法的配电网接地故障定位技术的研究

配电网由于分支多、接地电阻大,单相接地故障定位问题长期以来没有得到很好解决。提出了FTU与“S”信号注入法相结合的配电网单相接地故障定位技术,利用线路FTU检测线路零序电压和零序电流判断接地故障的区段,再向线路中注入“S”信号,沿线路利用电磁感应原理检测该信号,从而确定接地故障点的准确位置。为了保证“S”注入信号不受线路对地电容的分流影响,深入研究了FTU配置的临界区段长度计算方法。该定位方法可实现带电准确快速定位,现场试验充分验证了该技术的正确性与可行性。     

基于FTU和"S"信号注入法的配电网接地故障定位技术的研究

配电网由于分支多、接地电阻大,单相接地故障定位问题长期以来没有得到很好解决.提出了FTU与"S"信号注入法相结合的配电网单相接地故障定位技术,利用线路FTU检测线路零序电压和零序电流判断接地故障的区段,再向线路中注入"S"信号,沿线路利用电磁感应原理检测该信号,从而确定接地故障点的准确位置.为了保证"S"注入信号不受线路对地电容的分流影响,深入研究了FTU配置的临界区段长度计算方法.该定位方法可实现带电准确快速定位,现场试验充分验证了该技术的正确性与可行性.     

基于故障距离区间的混联线路单端行波测距

架空线–电缆混联输电线路发生故障时,单端故障行波难以辨识,无法直接用以定位故障点。为提升单端量测距的实用性,提出一种基于故障距离区间的混联输电线路单端行波故障测距方法。首先,利用基于单端工频量的逐段推演故障区段法,初步划定故障距离区间,并通过在线估算对端等值阻抗以确保所划定的区间的正确性;然后,分析划定的区间内的行波传播规律,构建故障点精确定位方法,针对区段连接点邻域内故障的特殊场景,提出连接点故障识别判据和故障区段判据;最后,通过剔除待辨识波头所在区间内的干扰波确保算法精度和可靠性。仿真结果表明,该方法测距精度高,不存在区段连接点邻域测距死区,通用于多段混联输电线路,具备较高的实用价值。     

基于经验小波变换的混合输电线路单相接地故障测距

针对架空线-电缆混合输电线路波阻抗不连续而引起的频谱混叠现象严重的问题,提出了一种基于经验小波变换(EWT)的混合输电线路单相接地故障测距方法。首先利用EWT对故障产生的暂态零序电流行波分解得到低频分量。然后根据低频分量选线判据对混合输电线路进行故障选线,通过分析奇异性检测结果准确标定故障线路行波波头。最后配电网混合输电线路的故障测距通过单端行波测距原理得以实现。PSCAD/Matlab仿真结果表明,该方法具有较高的准确性,满足工程实践定位精度在200 m以内的要求。     

基于零序分量的阻抗法配电网故障定位技术

精准故障定位对提高配电网的安全性、可靠性有着重要意义。提出了一种基于零序分量的阻抗法定位技术。依据线电压对称性及零序电压幅值判断是否发生单相接地故障,再利用安装在母线处及线路末端的同步相量测量单元获取线路发生单相接地故障后的稳态零序信号。在此基础上,根据线路两端零序电压、母线侧零序电流及线路零序参数建立各区段发生单相接地故障时的测距方程,以区段线路长度为限制排除伪根、确定真实根,通过遍历系统各区段可同时实现区段定位及故障测距。在EMTP/ATP仿真软件中搭建10 kV配电网。结果表明,所提方法在混合线路、多分支线路等多种配电网结构下都能保持较高精度,且测距精度不受接地电阻和故障相角的影响。     

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.     

CSC-HVDC输电线路单端行波自动故障定位方法

传统行波故障定位方法有行波波头难以识别,无法实现自动化的固有缺点,为此,基于直流线路发生故障时,线路两侧的直流滤波器和平波电抗器组成的物理边界会对电压行波中的高频信号产生全反射,而且高频电压行波在故障点折射强于反射的特点,采用线路的分布参数模型,提出了一种高压直流输电线路单端行波自动故障定位方法。该方法用线路高频电压分量和高频电流分量计算沿线电压分布,识别出前行波和反行波的最强叠加点即可实现故障定位。此方法避免了传统行波测距中需要人工识别行波波头的缺点,所需数据窗短,测距特征明显易于实现自动化,仿真验证表明该方法定位精度高,1 000 km线路最大测距误差仅为800 m,且不受过渡电阻的影响。     

基于行波法的民用电力线路故障测距技术

民用电力系统具有分支线路多、折反射复杂、反射行波信号较弱、故障行波信号难以捕捉和识别的特点,为了实现对民用电力线路的故障定位,本文提出了一种利用分支线路检测装置+主机接收装置+低压脉冲发生器的故障定位方法,分支线路检测装置可以检测各分支线路的状况并在故障发生时将故障信息发送给主机接收装置,主机接收装置可以在电脑界面上显示相应的故障信息和位置,低压脉冲发生器用于离线测量、提高测距精度,该套装置配合通用行波测距装置可以实现对民用电力线路故障的准确定位。     

基于小波变换的高压电缆混合线路故障定位方法及验证试验

传统基于均匀参数的线路故障定位方法难以实现电缆-架空线混合线路的故障区间判断和故障点精确定位。对此,提出了一种基于小波理论的双端故障精确定位方法,通过对比高压电缆线路首、末端故障电流工频暂态信号的极性以实现故障区间判断,通过采集故障电流的双端行波信号以实现电缆段内故障点的精确定位,并构建了110 kV高压电缆状态仿真试验平台,开展了高压电缆线路区间内和区间外故障模拟试验。结果表明:基于小波理论的故障定位方法可实现混合线路故障区间判断,可准确判断故障点位于高压电缆线路区间内还是区间外;该方法可实现高压电缆线路区间内故障点的精确定位,定位精度偏差小于9.2 m,定位精度取决于行波电流传感器采集精度和同步时钟精度。     

消除波速影响的三端式行波故障测距方法

为了进一步提高输电线路行波测距方法的准确性,在分析波速不确定性导致的测距误差的基础上,提出一种消除波速影响的三端式行波故障测距算法。该方法通过在线路两端以及线路中间任一确定位置装设带有时间同步模块的行波测距装置,应用网格分形算法提取线路故障时初始行波的到达时间,基于行波传输距离与传播时间成正比,建立了关于故障初始行波到达各测量点时间的故障测距公式。理论分析与仿真结果均表明该方法不受行波传输速度的影响,能够有效提高输电线路故障定位的准确度。