一种基于序分量关系的单端输电线路故障测距算法

为准确确定输电线路故障点位置,提出一种基于单端电气量的输电线路故障测距算法,该算法采用分布参数模型,通过保护安装处的电气量计算各序分量,然后推导出故障点各序分量值,利用不同故障类型的序分量的关系获得故障测距的电气序分量关系,根据过渡电阻不含电抗的特点,构造出基于过渡电阻虚部为零的测距方程。利用PSCAD和RTDS软件对算法进行数字仿真表明,该测距算法合理、有效。     

基于主导谐波频率的超高压输电线路单端故障测距算法

对于不对称故障,利用对称分量法详细推导并得出了主导谐波频率所在相别。基于运算法的推导结果给出了主导谐波频率与故障点位置的关系表达式,并由此提出了完整的故障测距算法。对于主导谐波频率的提取,采用经过后向线性预测与QR分解技术改进之后的Prony算法,使算法具有较高的可靠性与计算效率。ATP-EMTP仿真分析结果表明,故障测距算法在不同故障位置、不同故障类型、不同过渡电阻等故障条件下都具有较好的准确度。     

基于数学形态学的输电线路单端行波故障测距研究

提出了一种用于单端行波故障测距的多分辨相关函数算法和用于处理实际行波的形态滤波结构元素选择方案。该相关算法采用多时窗处理方式,着力解决宽时窗下相关算法容易出现极值点偏移问题。针对实际故障线路中行波相关法容易受行波波形畸变影响的问题,利用数学形态学设计了前置滤波器,该滤波器较好地抑制了行波波形的畸变,同时保持了行波的主要特征。在有效滤波的基础上采用具有多分辨能力的行波相关法,实现了单端行波故障测距可靠性和准确性的统一。通过对输电线路实测故障数据的处理,证明该方案能同时保证测距可靠性和准确性,具有很高的实用价值。     

一种适用于电流差动保护的T型高压输电线路故障测距算法

针对在T型线路的T节点附近发生短路,特别是高阻短路时,常用的T型线路故障测距方法会无法正确判断故障支路而存在一个测距死区的问题,提出了一种利用过渡阻抗的纯电阻性质进行故障测距的方法,并利用反证方法判断在T节点附近发生故障的支路。PSCAD仿真结果表明,该方法原理正确,无测距死区,测距精度不受故障类型、故障距离和过渡阻抗的影响,精度较高。     

脉冲注入法用于直流输电系统接地极线路故障测距

摘要： 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。     

不同电压等级部分耦合输电线路故障测距

针对两条输电线路电压等级不同、参数不对称的情况,首先利用采样值计算得到故障前后线路两端的电压、电流突变量,利用单回线的传统对称分量法解耦成序电压、序电流,从母线两端分别推算出耦合部分线路的两端电压、电流,然后利用新的六序分量法,将得到的电压、电流解耦成新的六序分量,最后采用输电线路双端测距方法,即利用从两端计算出故障点处电压相等的性质,获得故障测距公式,从而进行故障测距。仿真结果表明,该算法与故障点过渡电阻、故障类型以及系统的运行方式无关,可解决不同电压等级部分耦合输电线路的故障测距问题。     

一种基于时间轴整定的T型混合输电线路故障测距方法

为解决带T型分支的多段式架空线-电缆混合输电线路故障测距问题,提出了一种基于时间轴整定的T型混合线路故障测距方法。首先,根据三个假定的端点故障位置整定出以线路任意两端时间差为基准的三个时间轴,使得在线路任意一点发生故障时总能在其中两个时间轴中找到对应点;其次,以线路三端得到的三个时间差在对应时间轴中的位置作为故障区段判据,三个判据可保证判断故障区段的准确性;最后,根据时间轴中各点与线路长度间的线性关系得出以两个时间轴为基准的两个测距结果,并将测距结果取平均值。算例仿真结果表明,所提方法正确可行、原理简单,适用于各种带T型分支的混合输电线路结构,且不受过渡电阻的影响。     

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

摘要： 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。     

改进测距算法在超高压输电线路单端故障测距中的应用

为研究超高压输电线路的单端测距原理、寻求影响超高压金属性故障时单端测距的影响精度因素,根据原有定值参数引入并联电抗器参数和分布电容参数,采用极限逼近和迭代的数学分析方法计算不同故障情况下分布电容的故障电流,采用集中参数处理法计算并联电抗器的电流,使故障电流适应线路模型和故障类型的变化,并提出一种阻抗测距方法,通过理论推导和RTDS试验验证了该方法的有效性。     

基于多脉冲注入法的高压直流输电接地极线路故障测距

分析了脉冲信号在高压直流输电接地极线路上的传播过程以及脉冲信号的选择,避免单一脉冲的测距盲区影响故障测距,根据脉冲注入法的单端测距原理提出了一种利用多宽度脉冲注入法的直流输电接地极线路故障测距方法。该方法通过宽度为8 μs的脉冲周期性地检测接地极线路的运行状态,在判断线路发生故障后,通过4 μs和2 μs的脉冲分别探测故障的位置,最后取平均值得到测距结果。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法在直流系统双极运行或单极运行状态下,能够满足工程上对故障测距误差精度的要求,且避免了故障电阻的影响、减小了因选取宽脉冲而造成的大范围测距盲区,在保证反射脉冲高识别度的情况下提高了线路测距精度。     

基于小波变换的T型线路CT饱和检测新方法

针对T型线路电流差动保护判据中CT饱和的检测判据不足,通过对CT饱和原因及其影响的仿真和分析,提出了一种基于小波分析的T型线路电流互感器饱和的检测方法.大量的ATP仿真结果表明,该方法可准确判断T型线路中CT的饱和,有效提高了保护的可靠性.     

送端不对称和受端对称四回线构成的混合线路故障测距新方法

针对送端不对称和受端对称的同杆四回线构成的混合四回线线路故障测距问题,提出等效的同杆四回线线路模型,基于故障点的相阻抗和故障距离成正比的关系,利用实测同步双端电气量构造双端故障测距算法,从原理上消除了测距算法易受过渡电阻影响的问题。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该测距方法的测距精度不受故障回路选择和过渡电阻等因素影响,验证了该方法的可行性和精确性,为混合线路故障测距提供了一种新方法。     

一种适用于同杆四回线单相接地距离保护的新算法

针对传统的距离保护直接应用于同杆四回线时易受零序互感的影响,使其测量阻抗精度达不到要求,从而造成保护继电器的误动或拒动,提出了一种单相接地距离保护新算法,利用12序分量法对同杆四回线进行参数解耦,结合同杆四回线单相接地故障模型,推导出保护安装处与故障点相电压之间的关系。在此基础上,根据接地故障时故障电压与故障分支电流间相角关系,分析了故障位置的零序电流与保护安装处的零序电流之间的关系式,并代入故障位置计算,从而消除故障电压对其算法的影响。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护在各种单相接地情况下均具有较高灵敏度及可靠性。     

输电线路新型电磁防除冰

针对当前国内外高压输电线路除冰时需要线路停运,且需要较多的人力、物力、劳动强度大和危险等特点,提出了一种不停电电磁防除冰方法。基于高频电磁感应技术和热传导理论,建立了高压输电线路的防除冰物理模型,利用ANSYS参数化语言APDL进行编程,对输电线路物理模型中的电磁-热现象进行了耦合数值计算。通过对比不同电磁参数下输电线路温度的分布和变化情况,找到了影响输电线路温度变化的主要电磁参数,包括高频电流的频率、高频电流密度、感应线圈间距、感应线圈长度、感应线圈厚度和感应加热时间。据此对线圈尺寸进行了优化设计,使输电线路温度在0 ℃以上能够有效防除冰。     

基于SR-WT的输电线路双端故障定位方法

电力系统中行波在传输过程中往往伴随着大量的高频噪声,导致进行故障测距时信号波头不易识别,从而产生测距误差。对此,提出一种基于随机共振和小波变换(SR-WT)的故障测距方法,即先通过随机共振处理含噪信号,将噪声的能量转移到行波信号上,从而实现初步减弱噪声信号提高行波信号的功能;再通过小波变换进一步分解得出所需行波信号波头信息,进而通过双端法进行故障测距。仿真试验结果表明,该方法能够在强噪声干扰下准确提取出所需的行波信号信息,有利于提高测距精度。     

New Fault Location System for Power Transmission Lines Using Composite Fiber-Optic Overhead Ground Wire (OPGW)

This paper describes a new method of locating the section where an electrical fault occurs on a power transmission line using Composite Fiber-Optic Overhead Ground Wires (OPGWs). This fault location (FL) method locates the fault section by measuring the current induced in the ground wire (GW), i.e., OPGW in this system. The OPGW currents are measured at many towers which divide the power line into sections. Data is transmitted to a central monitoring station as an optical signal through the optical fibers included within OPGW. Prior to the development of this new FL system, a simulation of power line faults using Electro-Magnetic Transients Program (EMTP) was conducted. As a result, the following two points were clarified; 1) Since OPGW current changes with line condition, it is quite difficult to define a fixed threshold level to locate fault sections accurately. 2) The distribution pattern of OPGW current along the power line has clear features around the fault point, so it is possible for electric power engineers to find the fault section by relative comparison. Therefore, the FL algorithm to be developed should have the capability of finding out the fault section with a human-like method of recognition. Fuzzy Theory, an attempt to include this kind of humanlike way of thinking into computers, was investigated and a new FL method applying this theory was developed. Fig. 1 shows the OPGW current distribution pattern of a typical grounding fault calculated by EMTP as an example.     

直流配电线路多端行波故障定位算法

快速、准确地确定故障点位置有利于直流配电系统的安全可靠运行。针对直流配电线路,利用各测量点记录的故障初始行波到达时刻,提出了一种基于各路径计算出的可能故障发生时刻,比较其大小并校核的定位算法。利用Floyd算法搜索各节点间的最短路径距离矩阵,结合测量点记录的故障初始行波到达时刻,使用各路径计算可能故障发生时间矩阵。对时间矩阵中的元素分组比较,确定故障位置并校核。PSCAD/EMTDC仿真验证了算法的有效性。     

基于差分和变换的高压输电线路故障行波测距方法

针对高压输电线路行波测距法中不易精确检测含噪行波的问题,提出一种新的行波奇异点检测方法。对于含噪故障行波信号,其奇异点处前向差分和后向差分之和不为零,通过求解一段时间视窗内以奇异点时刻为中心的行波差分和,得到行波的差分和信号,且无需对行波信号降噪处理。基于奇异值分解降噪和Donoho阈值处理,可将差分和信号中噪声全部滤除,从而获得精确的行波奇异点时刻。采用三个测点行波测距算法,可实现行波波速在线计算和精确的测距结果。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。