基于行波时差矩阵算法的10kV电缆网络故障定位

城市电缆网络产生故障时,故障线路的精确辨识及故障点的准确定位有利于快速恢复供电。针对城市电缆多埋于地下、结构复杂、分支多、传统定位算法较为繁琐等问题,在有效分析电缆线路结构与行波传播路径的基础上,提出了一种基于行波时差矩阵算法的多分支电缆线路故障定位方法。该方法首先划分线路的各个区段,然后根据线路网络拓扑结构与行波传播路径构建故障判定矩阵,最终依据故障判定矩阵与双端行波定位原理准确定位故障点。PSCAD仿真结果表明,该方法能快速精确地判定故障分支并定位故障点。     

基于行波时域分析和VMD的多分支输电线路故障定位

考虑多分支输电线路的行波时域特性,提出一种基于行波时域分析和VMD的多分支输电线路故障定位方法,利用主干线路时域信息和支路频域信息进行故障定位。首先,分析了主干线路的行波时域特性,根据故障后到达主干线路首末端的初始行波时间差判定故障区段;然后,利用VMD分解故障电压行波信号,通过MUSIC谱估计获得其固有频率主成分;最后,利用初始行波时间差、固有频率主成分与故障距离的关系来确定主干线路和分支线路故障位置。仿真试验结果表明,该方法提高了行波时域分析的可行性,避免了固有频率的频谱混叠问题,具有较高的定位精度,为多分支输电网的故障定位提供了新思路。     

基于多端故障信息的配电架空线故障定位方法

针对多分支结构的配电架空线路故障定位困难的问题,依照分层开展、逐步锁定故障位置的定位策略,提出一套基于多端故障信息的配电线路故障定位新方法。首先分析故障初始行波到达线路不同末端的时差关系,归纳出其与故障位置间的内在联系,提出基于位置观测矩阵的架空线故障区域判定方法;然后从T型架空线结构入手,研究故障初测速度与实际波速度间大小关系所指示的故障区段特征,并提出基于波速度比较的架空线故障选段方法;最后进行双端行波测距,确定具体故障位置。PSCAD仿真结果证明,该套定位方法仅通过对多端初始行波时差的处理分析,即可获取较为准确的故障位置信息,方便有效。为配电架空线路故障定位提供了一种新方法。     

基于FDM孪生网络的风电场集电线单相接地故障区段定位

针对风电场集电线路故障后定位困难以及故障样本稀缺问题,文章提出了基于傅里叶分解算法与孪生神经网络相结合的风电场集电线路区段定位方案。傅里叶分解算法适用于集电线路接地故障所产生的瞬态非平稳信号;孪生神经网络可用于对样本集的扩充和辅助训练识别网络。该方案首先提取集电线故障信号线模分量,借助傅里叶分解算法生成时频能量谱;然后借助孪生神经网络扩充样本集,并在该集合上辅助训练定位网络;最后将孪生神经网络分支部分保留以形成定位网络,基于已有故障区段模态,应用定位网络完成对未知故障模态的判别。试验结果表明,文章提出的算法在小样本情况下比传统行波法更适合风电场集电线路故障定位。     

风电场输电线路单相接地故障定位研究

为改善风电场因输电线路短路故障造成的弃风窝电现象,提出一种基于风电场特性和行波原理的多分支输电线路故障定位方法。利用大型风电场普遍采用接地变压器的特点,得出其故障区间判据;通过推导出一种修正行波波速计算方法(理论上为实际波速),解决了现有行波波速计算的缺陷;采用灰色模型(gray model,GM)提高原始数据采样率降低量化误差,进一步提升行波定位精度。使用PSCAD/EMTDC仿真验证本方法的有效性,可用于风电场输电线路故障定位中。     

基于卡尔曼滤波的行波波头检测算法研究

为了解决采用暂态行波对电力线路发生的故障进行定位时行波波头不易提取的问题,引入卡尔曼滤波算法进行行波波头检测。依据实际行波信号的特点建立故障电压行波模型,采用卡尔曼滤波的递推算法对模型中的基频以及各次谐波分量进行滤波处理,将得到的滤波结果在原信号的基础上进行消减即得到包含有行波波头信息的信号。建立系统发生单相接地故障模型,对模型中的故障行波信号应用该检测方法进行波头信息提取,仿真分析结果表明：所提出的方法能够有效地检测到行波波头,具有很好的实用性。     

基于阻抗分析和行波分析的配电网故障定位方法

针对配电网中故障定位问题,提出了一种结合阻抗分析和行波分析的配电网故障定位方法。在考虑配电网不平衡性、中间负载、多分支和时变载荷的情况下,利用阻抗分析技术来估计故障点与测量点间的距离,根据故障发生前的电压和电流值来对负载变化进行补偿。然后,利用行波的时域和频域分析,根据行波特征频率和理论频率的相关性,在得知故障距离的基础上进一步确定故障位置。在一个大型且具有多分支的配电网模型上进行实验,结果表明,该方法的故障距离估计平均误差仅为0.018%,行波分析的故障判断平均准确率可高达68.9%。     

农村配电网单相接地故障定位方法研究

介绍了国内外农村配电网单相接地的故障定位方法,提出了一种基于小波变换对信息进行处理的反射行波分析法。利用农村配电网架空线路带有分支的特点,对各个分支点的反射波进行信号分析,根据小波变换后的模极值和矩阵特征值来确定故障位置。结果表明反射行波分析法能准确地确定故障位置。     

基于正极性行波信号分析的配电网双端故障定位

针对仅利用传统双端定位法无法实现多分支配电网线路故障定位的问题,提出了通过检测一系列正极性行波(与初始行波同极性的行波)来实现多分支线路配电网双端故障定位的新算法。根据电压行波在故障点、不同分支线路末端及节点处的反射特性可知,与故障点有关的行波均为正极性行波。首先利用传统双端测距法确定故障分支线路,再通过小波变换对测量端检测到的各个波头进行极性特征分析并辨识其出现时刻,计算出各个正极性行波与初始故障行波之间的时间差所对应的距离,最后结合配电网各段线路的长度,可有效识别出与故障点有关的正极性行波,从而确定故障点的位置。经PSCAD仿真和MATLAB分析表明,新算法准确、有效,仅利用两个测量点即可对多分支线路配电网进行故障定位,且减少了设备、节约了成本。     

10 kV配电线路综合故障定位方法研究

针对配电网的特点和故障定位的难题,对传统的故障定位方法进行了分析。在总结这些方法的基础上,提出了利用多种信息来构造一种基于行波-直流法的综合定位方法。本文在深入研究C型行波定位法的基础上,为了更明确地确定故障的具体位置,提出了采用直流注入法作为补充的行波-直流综合故障定位方法,其目的是利用不同方法的互补性来提高故障定位的准确性。该方法分2步进行定位,首先利用C型行波法确定故障距离,然后利用直流法确定故障分支。这种行波-直流综合故障定位方法充分利用了行波法[1]操作简单、定位速度快,以及直流定位法应用范围广、能准确确定故障分支的优点,可以实现精确故障定位。理论分析和ATP仿真结果表明：综合方法不受网络结构、分布电容和线路参数的影响,能够准确地确定配电网单相接地故障位置。     

基于无监督学习的交叉互联电缆行波测距方法

为提高交叉互联电缆故障测距精度,提出了一种基于无监督学习的交叉互联电缆行波测距新方法.首先结合直埋敷设方式的实际工程背景分析了电缆各个电流模量之间的关系,给出了采取三相护层电流之和作为故障测距信号的依据.其次,通过无监督学习的主成分分析法对由直接接地箱和交叉互联箱中采集到数据组成的高维矩阵降维,采用密度聚类算法对降维后...     

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。     

基于小波变换和TEO的输电线路故障测距方法

针对波速对故障测距的影响,利用一种不含波速的行波定位方法研究输电线路的单相接地故障测距问题。先采用小波变换对故障处电压进行变换,提高了故障处电压的时间分辨率,进而采用Teager能量算子(TEO)提取能量特征,判断初始行波到达线路两端的时间,通过故障发生时间和初始行波到达线路两端的时间即可得到故障距离。Matlab/Simulink仿真试验结果表明,该方法具有较高的精确度。     

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。     

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。     

架空线—电缆混合线路分布式故障测距方法

针对架空线—电缆混合线路的故障测距问题,提出了一种分布式故障测距方法,在混合线路各连接点及母线处安装三相故障电流检测装置,根据检测到的故障电流极性判断故障支路,再根据故障支路两端检测到故障电流行波的时间进行初步定位并进一步修正。该方法可在线计算出行波波速,并可分析出离故障点较近的检测点所检测到的第二个故障行波的来源。PSCAD仿真验证结果表明,该方法不受过渡电阻、故障类型等因素的影响,误差一般在100 m以内。