直流接地极线路单端行波故障测距算法

相关函数法是单端行波测距中的经典算法,然而由于故障距离未知,时窗宽度难以确定,宽时窗时,相关函数极值点容易偏移,测距精度较低;窄时窗时,受噪声和波形畸变的影响较大,容易误判。在分析接地极线路的故障暂态行波的特性基础上,提出了基于多分辨相关函数理论的直流接地极线路单端行波故障测距算法。在该算法中,时窗宽度采用2进递减方式,第1层宽时窗作为参考窗口,逐级递减,充分利用宽窄时窗各自的优点,提高测距的可靠性和准确性。通过对接地极线路仿真故障数据的处理,证明该算法能同时保证测距的可靠性和准确性,具有很高的实用价值。     

基于故障电压行波传播项指数系数的柔性直流输电线路单端行波保护原理

柔性直流电网(voltage source converter-based high voltage DC,VSC-HVDC)对直流线路保护提出了高速动性和高可靠性的要求。首先,推导了柔直电网直流线路发生区内、外故障时线模故障分量电压行波的解析表达式,该解析表达式包含行波传播项和直流线路边界项。理论证明了：线路发生区内故障时,线模故障分量电压行波传播项指数系数大于区外故障时的指数系数,且该指数系数不受过渡电阻影响。之后,引入Levenberg-Marquart(LM)算法提取指数系数构造了高灵敏度、高可靠性的单端快速保护方法及保护方案。最后,仿真验证了推导分析的正确性,验证了提取出的指数系数能有效反映故障位置,且其保护方案能快速可靠地识别不同距离、不同类型的故障,具有较高的耐过渡电阻能力。保护方案无需高采样频率。     

基于数学形态学的直流接地极线路单端行波故障测距

针对直流接地极线路故障暂态行波的传播特点,提出了一种基于数学形态学的单端行波故障测距算法。该算法采用具有滤波功能的形态学梯度变换来处理行波浪涌,在有效滤波的基础上,利用数学形态学梯度变换分离正、反向行波浪涌,不但能取得暂态行波信号突变点的时刻,还具有一定的抗干扰性,而且不存在时间窗长度的问题,有效提高了测距的精度和可靠性。通过PSCAD和Matlab证明了该算法的可行性,有利于提高直流接地极线路单端行波故障测距的可靠性和准确性。     

基于前行波波形特征的柔性直流输电线路单端行波保护

柔性直流输电具有更好的新能源消纳能力,对于解决大规模新能源的消纳问题具有重要意义。而现有保护原理在雷击干扰下会发生误动,相应雷击干扰识别判据硬件要求高或理论性不强。针对该问题,提出了一种基于前行波波形特征的单端量保护原理。与区内短路故障相比,区外短路和雷击干扰行波时域特征体现为波头变缓以及波尾下降,利用通式参数分别对上述波形特征进行描述,并据此分析故障前行波的波形特征,最后提取能表征波头陡度和波尾下降的前行波波形特征实现区内故障的有效识别。仿真验证结果表明该保护方法能有快速有效的完成故障识别,且具有较强的耐受过渡电阻能力和抗雷击、噪声干扰能力。     

利用故障电流首行波拟合的柔性直流输电线路单端行波保护原理

基于电气量导数的行波保护方法在输电线路发生高阻故障时存在拒动问题。该文首先分析直流输电线路故障首行波特征,分别推导直流输电线路发生区内、外故障时保护安装处的故障首行波表达式。之后分析故障首行波表达式中各部分的物理意义,利用拟合的方法提取出故障首行波中反映故障位置而不受过渡电阻影响的指数系数。在此基础上,提出利用故障电流首行波拟合的柔直线路单端行波保护原理。仿真结果表明,拟合出的指数系数能够有效反映故障位置,所提出的保护方法能在1 ms内完成故障判别,并且具有高耐过渡电阻能力。同时分析验证了不同采样频率及噪声对保护方法的影响,结果表明所提出的保护方法对采样频率的变化和噪声影响具有高鲁棒性。     

超高压线路单端行波故障定位系统的研究

为了使电力系统在发生故障后能准确定位,研制和开发了基于百兆高速数据采集系统的单端行波故障定位系统,从而使采样导致的误差减小到3m。它利用小波分析的方法来识别故障暂态行波到达观测母线产生的奇异点,通过“波形比较法”来去除相邻母线和对端母线的干扰,从而能够较准确地提取两次故障暂态行波到达的时刻,实现超高压传输线的故障定位。     

输电线路单端行波故障测距的研究

分析了影响单端行波测距法精度的主要因素,包括母线端接线、接地电阻、T型线路结构、故障位置等,指出行波的极性和幅值是行波最重要的两个特征,提出了考虑电流行波极性和电压行波极性的综合行波极性判别法,该方法较容易识别线路内的折反射行波和线路外的其它线路折反射行波,与仅利用电流或电压行波的方法相比,判别的可靠性有很大提高.同时指出对单端行波测距而言,一些线路结构和故障情况下无法进行单端行波测距,单端行波测距法还存在测距死区问题.用单端法进行测距需要结合阻抗法进行联合单端测距,在单端行波法失效的情况下以阻抗法的测距结果作为补充,才能弥补单端行波法和单端阻抗法的不足,实现精确故障定位.     

利用行波电压分布特征的柔性直流输电线路单端故障定位

提出了一种基于分布参数模型的柔性直流输电线路单端故障定位原理。由于柔性直流输电线路两端并联有大电容,直流线路发生单极接地故障后,1模故障分量网络中的电压行波具有以下2个特点:在两端直流母线处全反射,故障点处主要为折射;反射改变极性,折射不改变极性。据此可以在1模故障分量网络中计算本端第1次电压反射波及其前行路径上的电压分布,找出该电压分布的最强正跳变点,该点到对端的距离即为故障距离。该方法的故障定位精度高,理论上不受过渡电阻的影响,无需人工识别行波波头,易于实现故障定位的自动化,仿真结果表明该方法具有全线的适用性。     

输电线路单端行波故障测距新算法

输电线路发生故障后,行波从故障点出发向不同方向行进,基于单端行波测距原理,故障点反射波以及其他折射反射行波到达检测母线的各个行波波头极性组合,反映了线路的不同故障区段,可以直接判断出故障点所属区段。文中对随机故障发生的4个区段,利用各类行波到达检测母线的时间,分别推导了不受行波速度影响的故障测距算法。现场应用验证了该算法的有效性。     

输电线路单端行波故障测距新算法

基于输电线路行波理论提出了一种故障测距的新方法.利用行波不同模量的传播时延构造出鉴别线路近区、远区故障的判据,并通过近似模速消除相邻非故障线路行波折射波头的影响,最后对算法的实施给出了优化建议.     

与波速无关的柔性直流输电线路单端行波故障测距算法

基于行波测距原理,提出一种不受波速影响的柔性直流输电线路单端故障测距算法。由于柔性直流输电线路两侧并联大电容,行波在母线处发生全反射。通过对波头的跳变强度和极性,以及在时间轴上的位置关系等3个方面进行分析,为初始反行波和初始前行波首次到达母线测点的时间、以及初始反行波经故障点反射后第二次到达测点的时间的识别和标定提出一套可靠依据,进而推导出一种测距算法。PSACD仿真结果表明,该算法原理正确,具有较高的测距精度。     

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。     

基于波前陡度的输电线路单端行波故障测距

输电线路单端行波故障测距方法中故障点反射波头识别困难.故障初始行波的波前陡度与故障距离相关,文中分析了波前陡度与故障距离的关系,提出了波前陡度与小波波头识别相结合的单端行波定位方法.方法首先对线路故障后记录的单端行波波形求取小波变换模极大值,获取初始波头及各反射波头起始点,再通过首波头波前陡度计算初步故障距离,筛选最接...     

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     

基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距

提出了利用小波变换的单端行波测距新方法，可有效提取输电线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响，同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量测距结果证实，采用小波变换技术的单端行波测距法的测距结果在可靠性和测距精度上都有很大提高，在单端行波测距法能够使用的条件下，测距精度能够满足现场对精确故障定位的要求。     

基于故障行波差异性的柔性直流输电线路纵联保护

柔性直流输电对解决大规模新能源的消纳问题具有重要意义,其中行波保护是保障系统安全的关键。然而采用行波幅值比较判据区内外故障的保护对故障前、反行波幅值关系分析并不严谨,行波反射关系式仅在复频域下成立,若将此关系推广到时域中可能影响保护的动作性能,给系统安全埋下隐患。针对这一问题,该文首先从理论上分析行波幅值比较式方向纵联保护的不足,并从区内故障验证出保护失效的边界。为具体揭示故障前、反行波的差异性,该文定量分析电压反行波与电流行波在一定时间内的极性,进而提出一种采用多点均值的电压行波方向识别判据并构成纵联保护。大量仿真结果表明,所提保护能够快速、可靠地识别线路区内外故障,具有较强的耐受过渡电阻能力与抗干扰能力。     

基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距

提出了利用小波变换的单端行波测距新方法,可有效提取输电线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响,同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量测距结果证实,采用小波变换技术的单端行波测距法的测距结果在可靠性和测距精度上都有很大提高,在单端行波测距法能够使用的条件下,测距精度能够满足现场对精确故障定位的要求。     

基于故障电流传播特性的高压直流输电线路单端保护方案

针对高压直流输电线路现有行波保护故障识别准确率不高、耐过渡电阻能力不强等问题,提出一种基于故障电流传播特性的单端保护方案。基于高压直流输电系统的等效电路,分别分析故障电流从换流侧到线路、从线路到换流侧以及在线路上的传播特性,进而分析不同位置发生故障时整流站线路边界两侧故障电流特征的差异性。基于此,利用特征频段电流构造区内、区外故障的识别判据,设计直流线路单端保护方案。基于PSCAD/EMTDC软件的仿真结果表明,所提保护方案能够准确识别区内、外故障,且具有良好的耐过渡电阻及抗噪声干扰能力。     

基于波前陡度的直流输电线路单端行波测距方法

针对直流输电线路单端行波测距故障点反射波波头识别困难,利用直流线路过电压吸收电容接地端互感器二次侧电流间接获取线路故障行波,基于直流线路故障初始行波波前陡度和故障距离的关系,结合EMD分解IMF1模极大值故障波头标记,提出了故障点反射波头的自动识别方法。对单端故障行波数据进行EMD分解,利用IMF1模极大值标记各波头到达测量端故障的时刻;根据线路故障初始波头波前陡度计算初步故障距离,从已标记的波头中筛选与该距离最接近的模极大值点,确定故障点反射波,实现单端行波自动测距。在PSCAD/EMTDC中建立了±500 kV直流线路仿真模型,结果表明,所提算法能有效识别故障点反射波,在不同故障条件下算法具有较好的适用性。     

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。