基于三点电流测量的输电线路行波故障定位新方法

鉴于输电线路在线监测取得了长足的进步,针对目前行波定位法中波头检测算法存在缺陷和波速测定精度差的不足,本文提出了基于导线电流三测量点局域均值分解(LMD)的行波故障定位新方法。该方法首先对测量点电流线模分量进行局域均值分解,然后根据分解得到的第一个PF分量瞬时频率曲线的首个频率突变点来确定行波波头第一次到达测量点的时刻。其次,根据相位差动保护原理判断出故障点所在线路段,并利用无故障段线路的长度和故障行波到达其两端测点的时间差之比计算出故障行波波速。最后,通过双端行波法的定位原理计算出故障距离。仿真结果表明,本文定位方法同基于小波变换或希尔伯特-黄变换的定位方法相比具有较高的定位精度。     

通用行波测距修正方法

由于故障点发生的位置随机,当采样间隔对应的距离与实际故障距离不满足整数倍关系时,将出现截断误差。为此,分析截断误差的生成机制,并提出了相应的修正方法。以双回线双端行波测距算法为例,基于信号模极大值确定电流行波信号到达母线的时间。在较低的采样率条件下,利用简单求导方法即可将定位误差限制在一个采样间隔内,该修正方法能大大提高测距精度。当采样率很高时,如果前置的波头定位算法能将误差定位在一个采样间隔内时,本修正算法依然有效。大量的仿真结果验证了修正方法的有效性和可行性。     

500 kV输电线路行波测距单端波形研究及应用

通过介绍行波测距单端测距的原理以及行波的反射机理,阐述了单端行波测距的扩展模型,并结合原理及扩展模型分析了源霸二线跳闸后的XC-21行波测距装置采集到的录波波形,分析出故障点位置,并与实际故障点进行比较得到很高的测距精度。     

行波测距技术在500 kV输电线路上的应用

介绍了目前输电线路故障测距的方法及基于MIS网的华北地区500 kV输电线路的行波测距网络,并通过500 kV输电线路发生故障时的实际故障点位置与行波测距装置测得的数值进行比较,认为行波测距技术在500 kV输电线路上的应用具有广阔应用前景。     

配电线路行波故障测距初探

探索综合利用故障初始电流、电压行波线模分量实现配电线路双端故障测距的新方法。根据不同配电线路的结构特点,分别提出了“电流-电压”、“电压-电压”和“电流-电流”3种双端行波测距模式。简要分析了小电流接地故障及相间短路故障的行波特征,阐述了故障行波信号的获取、故障过渡电阻、配电网混合线路、多分支线路以及行波波头的准确标定等影响故障测距的关键技术问题。提出利用线路末端配电变压器传变电压行波,解决配电线路末端行波信号不易获取的问题。最后通过现场试验初步验证了该方法的可行性。     

输电线路双端行波故障定位新算法

双端行波故障定位原理简单,但受行波波速的不确定、输电线路长度差异以及行波波头到达时间记录不准确等因素的影响,容易出现较大的定位误差.在常规双端行波故障定位原理的基础上,提出了一种新型输电线路双端行波故障定位算法,通过记录故障初始行波到达线路两端的时刻、参考端记录的故障点反射行波和对端母线反射行波到达时刻,解方程组得到不受波速和线路弧垂影响的故障定位结果.实际应用结果表明,该算法具有较高的定位精度.     

采用电流分布式测量和相位比较方式的输电线路故障定位

为提高输电线路故障定位精度,提出了一种基于电流分布式测量和相位比较的输电线路故障定位新方法。该定位方法基于低成本的无线传感网络和Rogowski电流互感器提供的大量电流测点,利用全相位快速Fou-rier变换(FFT)算法计算电流故障分量的相位,通过比较相邻测点的电流相位差和设定阈值的大小关系将故障点定位在相邻测点所在杆塔之间并判断出故障类型。考虑了如Rogowski电流互感器的传变特性、全相位FFT算法的抗噪性能等可能造成电流相位误差的一些主要因素影响,并对各种不同故障情况进行了仿真模拟,结果表明相角差阈值设在65°～75°间能够满足正确的故障判别要求。     

改进LMD在高压输电线路行波故障定位中的应用

鉴于传统局域均值分解(LMD)对行波信号进行分解时,由于过平滑处理导致获取局域均值函数和包络函数的误差较大,最终影响暂态故障信号的提取。采用波形匹配方法对测量点电流线模分量进行端点延拓,并利用线性插值求取局域均值函数与包络函数,然后根据首个PF分量的频谱图标定行波波头到达测点的时刻,最后根据双端行波故障测距原理计算出故障距离。仿真结果表明,提出的定位方法与传统LMD方法相比具有较高的定位精度。     

T型线路的行波精确故障测距新方法

在行波故障测距原理基础上,对T型线路的行波故障测距方法进行了研究,提出了综合利用T型线路的三端测量数据进行故障测距的思路,并依此提出了故障分支判别的新判据和故障点测距的新方法。分支判别判据考虑了实际测距误差因素对分支误判情况的影响,确保分支判别的有效性;故障点的测距过程中充分利用T型线路的三端测量数据,提出了利用三端数据进行故障测距的新方法。同时,测距表达式中消去了波速不确定性对测距结果的影响,并且一定程度上消除了线路弧垂对测距结果带来的误差。ATP/EMTP仿真结果表明,所提方法可以对T型线路进行精确的故障分支判别和故障点的测距。     

铁路10 kV自闭/贯通线路行波故障测距技术

对于铁路10kV自闭／贯通线路，阻抗测距原理和基于线路监控终端的定位方法尚不能可靠、准确地确定故障（特别是小电流接地故障）位置。根据故障行波特征及其在线路中的传播规律，提出了利用故障产生的电压行波信号线模分量，基于双端原理测量短路和接地等故障距离的新模式，分析了实际应用中面临的关键技术及检测可靠性。应用该方法的测距系统已在现场进行人工接地试验，并投入试运行，效果良好。     

配电网混合线路单端行波测距法

提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线与电缆混合线路单端测距的方法。该方法分2步确定故障点:首先根据故障行波的传播特性,提出新的判据以确定故障区段,此判据根据特征波的逻辑运算结果确定故障区段;然后在定段的基础上再实现准确定位。     

影响输电线路行波故障测距精度的主要因素分析

行波测距是利用高频故障暂态电流、电压的行波来间接判定故障位置,包括单端行波测距法和双端行波测距法。文章对行波故障测距装置在实际应用过程中可能影响行波法测距精度的一些主要因素进行了讨论,包括雷电波的影响、故障时电压相角的影响、故障类型的影响、故障位置的影响、母线端接线的影响、线路类型的影响等,并提出了相应的解决方案。     

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。     

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。     

基于回路电流故障主导波头到达时差的输电线路故障测距

不依赖对侧数据且可靠、有效地辨识波头对促进行波自动测距实现具有重要意义。通过理论分析,获得了故障电流行波在回路内的传播特征。故障初始行波除了沿故障线路传至变电站观测母线外,惯常的环式接线拓扑为其提供了另一条由健全线路构成的返回至该观测母线的通路,使得故障线路和健全线路上的电流行波测点将各自检测到一次故障主导行波,并能通过群体比幅比相来与干扰波相区分。在此基础上,提出了利用同一变电站内故障线路和健全线路上观测到的故障主导波头的到达时差来定位故障的新方法。与传统双端行波测距相比,该方法具有无需依赖对端通信和双侧时钟同步的优势;与传统单端行波测距相比,避免了故障点反射波识别这一难点环节。理论分析和现场实测数据均表明该方法正确、有效。     

基于三端行波测量数据的输电线路故障测距新方法

行波波速的不确定性往往给行波故障测距带来较大误差.目前消除波速影响的单、双端行波故障测距方法中,常存在折反射后的行波衰减至不可测量的问题,此情况下该方法将失效或存在很大误差.在行波故障测距原理基础上,提出了一种新型的不受波速影响的输电线路三端故障测距方法,检测故障行波渡头到达故障线路本端、对端以及相邻线路对端共3个母线测量点的时刻,由这3个时间参数得到的故障距离表达式中消除了波速的影响和线路弧垂造成的误差.仿真结果表明,该方法定位精度高且简单、可靠.     

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.     

直流输电线路行波测距的误差机理及改进策略

针对目前直流输电线路行波测距精确度较低的问题,对测距误差的产生机理和典型的直流行波测距原理进行分析,指出波头到达时间的标定和行波波速的选取是影响直流行波测距精确度的两个关键因素;通过行波测距的误差计算公式的推导,明确了波头到达时间的标定误差和行波波速选取误差对测距精度的影响规律。以天广直流线路工程为例,分别探讨了波头到达时间的标定和波速选取中存在的问题,并提出了相应的改进策略,仿真结果验证了分析结论和改进策略的有效性。     

基于地线分流实现直流输电线路接地故障区段定位的方法

本文针对直流输电线路地线与杆塔非绝缘连接的特点,分析线路发生不同类型的接地故障时在各杆塔某一根地线上的故障电流分流特征。通过采集输电线路地线上故障电流的方向实现故障定位,从而为故障情况下不同的输电线路运维单位辅助决策服务。