架空–电缆混合线路自适应故障区段重合闸的研究

针对架空–电缆混合线路无法确定是否开放重合闸的问题,提出一种自适应故障区段的重合闸方法。在架空线路段和电缆线路段连接处装设阻波器,当混合线路发生故障,线路两端保护装置采集三相电压值,通过离散小波变换和傅里叶变换对电压线模量进行频谱分析,利用架空线路段故障与电缆线路段故障时电压高频分量的差异构成判据,分别进行故障区段判别,根据判别结果决定是否开放重合闸。当架空线路段故障时,开放重合闸;当电缆线路段故障时,闭锁重合闸。利用PSCAD搭建架空–电缆混合线路模型并进行了故障仿真,结果表明该方法可有效判别故障区段,且不受故障类型、故障位置及过渡电阻的影响。     

基于故障指示器的配电混合线路重合闸策略

针对配电混合线路无法确定是否投入重合闸的问题，提出一种基于故障指示器（fault current indicator,FCI）的配电混合线路自适应重合闸方法。首先，分析了架空线–电缆、架空线–电缆–架空线等不同类型混合线路发生故障时的FCI告警指示，并据此实现故障区段的判别，若故障位于架空线则开放重合闸，若故障位于电缆则闭锁重合闸。其次，给出了FCI的安装原则，即在混合线路的架空线上靠近线缆连接点处安装FCI。然后，分析了采用过电流动作法和自适应负荷电流过流突变法2种检测方法的FCI性能，通过对比，选取采用过电流动作法的FCI。最后，利用PSCAD搭建了配电网模型，故障仿真结果表明该方法可有效判别故障区段，不受故障位置的影响，能够实现自适应故障区段重合闸。     

架空-海缆混合高压输电线路自适应重合闸方案的研究

提出了利用比率制动差动原理判别架空-海缆混合高压输电线路的故障区段判别方法,以应用于自适应重合闸。在架空线路和海缆连接处增设电流互感器,并通过通信通道将二次电流传输至混合线路两端的保护。当混合线路发生故障,保护动作后,利用线路两端电流互感器和增设的电流互感器二次电流分别构成比率制动差动判据,进行故障区段判别。若故障发生在架空线段,开放重合闸;若故障发生在电缆段,则闭锁重合闸。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该故障区段识别方法能够准确可靠地判别故障区段,无死区、不受故障位置和过渡电阻的影响,可提高自动重合闸的重合成功率。     

基于分布参数模型的混合输电线路精确测距及重合闸方案

华东镇海—舟山500kV线路工程采用复杂的电缆-架空线混合输电线路,发生故障时无法准确对故障位置进行定位,且现有的重合闸方案无法实现自动识别架空线路故障并投入重合闸。文章提出一种基于分布参数模型的混合线路故障测距方案,方案采用正序故障分量,利用混合线路各段准确参数,分别采用线路两侧电气量计算沿线各点的电压有效值。根据两侧电气量计算的故障位置电压有效值相等的特点,对故障位置进行准确计算。且针对实际工程对重合闸的需求,提出一种故障位置区段定位方法。该方法通过比较用两侧电气量计算的电缆和架空线交界处的电压有效值对故障所在区段进行定位,以实现故障点位于电缆线路时不重合,故障点在架空线时重合闸。仿真结果表明,采用华东镇海-舟山500kV线路工程各段准确参数,各故障位置、各故障类型测距误差均不大于2.5%或±1km,测距结果不受过渡电阻影响,且可实现自动识别架空线故障并投入重合闸。     

利用重合闸暂态行波的输电线路故障测距

系统地分析了输电线路重合闸暂态行波的产生机理和传播特性,在此基础上提出利用重合闸暂态行波的输电线路故障测距原理,即E型现代行波测距原理,并详细分析了这种原理的4种运行模式,即标准模式、扩展模式1、扩展模式2和综合模式。然后,对故障点反射波和对端断路器触头反射波的识别问题进行了初步探讨。EMTP仿真和实测暂态波形分析表明,利用重合闸暂态行波的输电线路故障测距原理是可行的,并且通过与其他行波测距原理配合使用,能够提高永久性故障的测距可靠性。     

输电线路自适应重合闸研究综述

传统的自动重合闸性能不佳,因此能够提高重合闸成功率、避免重合于永久性故障的自适应重合闸的研究具有重要意义。对永久性故障和瞬时性故障的概念进行了讨论,以故障点电流是否为零来界定永久性故障和瞬时性故障。指出影响重合成功的因素主要是故障性质,但还受重合闸时序的影响,因而自适应重合闸应包括故障性质判别和重合闸时序的优化两个方面内容。分别总结评述了单相自适应重合闸、三相自适应重合闸以及同杆并架平行双回线路自适应重合闸的研究现状。展望了自适应重合闸的研究前景。     

脉冲注入法和单端故障行波法相结合的直流输电系统接地极线路故障测距

分析了直流输电系统在单极运行方式下,接地极线路故障暂态行波和外部注入脉冲信号在接地极线路上的传播过程。以此为基础,提出一种将脉冲注入法和单端故障行波法相结合的接地极线路故障测距方案。首先通过在换流站直流中性母线处监测接地极线路故障暂态行波识别线路是否发生故障,在线路故障暂态过程结束后从中性母线向线路注入脉冲信号。根据脉冲注入法得到初步测距结果,并以此确定故障区段。然后,根据确定的故障区段,进一步用单端故障行波法再次获得测距结果。最后,对两次测距结果取平均值,作为最终测距结果。以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了直流输电系统在单极运行方式下的接地极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,表明所提出的接地极线路故障测距方案是可行的。     

T接输电线路故障测距的行波算法

针对T接输电线路故障测距问题,将行波故障测距方法应用于T接输电线路故障.首先进行故障分支的判定,其次,把复杂的三端输电线路通过运算化简为比较简单的双端输电线路,然后利用双端行波故障测距的方法进行故障测距,得到故障的位置.同时在行波测距装置中增加行波波形记忆模块、使用较高的采样精度,确保双端行波测距的可行性.     

基于行波原理的110kV架空线-电缆混合线路自适应重合闸控制技术研究

提出一种基于行波原理的110 kV架空线-电缆混合线路故障分段原理,即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一系列整定值比较采确定故障区段(电缆区段或者架空线区段),这些整定值即为所有电缆与架空线连接点故障时产生的初始行渡浪涌到达线路两端的时间差值,可预先根据线路结构参数计算出来.在此基础上,提出一种110 kV混合线路自适应重合闸控制方案,该方案首先通过混合线路双端行波故障分段系统识别故障区段,然后通过向相应的微机保护装置发送重合闸允许信号(架空线故障)或闭锁信号(电缆故障),从而实现自适应重合闸控制.     

混合线路故障测距算法及其重合闸策略分析

研究了电缆一架空线混合输配电线路的结构和特点,分析了混合输配电线路故障行波特性.在此基础上,针对混合输配电线路波速不连续的问题,提出了一种基于时间差比较分段故障定位的双端行波测距算法.理论分析和ATP/MATLAB仿真表明,该方法能够准确确定电缆一架空线混合输配电线路故障位置,并适用于更为复杂的多段混合输配电线路.依据精确测距结果,可确定保护跳闸后重合闸动作策略,提高供电可靠性.     

基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法

现有的架空配电线路在线故障定位方法存在只能确定故障区段的不足,离线故障定位方法则存在故障定位灵敏度低与精度差的问题.针对上述问题,建立高压脉冲冲击线路响应模型,通过分析故障线路电流分布特征与波形差异,提出了一种基于波形比较的架空配电线路故障离线定位自动计算方法.该方法使用高压脉冲信号发生器向故障线路注入直流脉冲信号,以相关系数作为波形相似程度的判别依据,通过分析不同测量点电流波形与基准电流波形的相似性差异,实现了故障定位的自动计算,解决了故障尤其是经高阻接地故障定位灵敏度低的问题.分析了不同磁场测量方式与基准信号参考点的选取对故障定位精度的影响,完善了故障离线定位体系,提高了定位精度.仿真以及实际试验表明,该方法可有效实现故障点的精确定位.     

一种高压电缆-架空线混合线路智能重合闸方案

提出了一种基于双端故障信息的高压混合线路智能重合闸方案,利用输电线路首末端电压、电流工频量分段递推,通过搜索两端线路沿线电压曲线交点来确定故障点位置,进而确定重合闸动作逻辑;讨论了架空线和电缆接头处发生故障的处理方法,提出了伪根问题的解决方案.仿真结果表明该方案精度高,不要求线路两端数据同步,不受故障点过渡电阻、伪根、混合线路多分段的影响,重合闸动作正确.     

T型高压输电线路故障测距

现有的T型线路故障测距算法都是先判断故障支路,然后将3端线路等效成双端线路进行测距。该文指出了在T节点附近短路,尤其是经高阻短路时,现有的T型线路故障测距方法由于无法正确判别故障支路而存在一个测距死区。考虑上述问题,该文利用过渡阻抗的纯电阻性质,提出了一种新的T型线路故障测距方法。该方法打破了传统的先判断故障支路再故障定位的模式,无需事先判别故障支路即可测距。该方法无测距死区,测距精度不受过渡电阻和故障类型影响,较好的克服了传统方法在T节点附近有测距死区的不足。EMTP仿真结果表明该方法正确,测距精度高。     

基于损失功率匹配的配电线路故障定位方法

配电网现阶段仍存在有一定数量的低、非自动化线路,缺少馈线终端等自动化装置,故障定位困难。针对此问题,提出一种基于损失功率匹配的配电线路故障定位方法。首先,分析故障后跳闸开关与线路损失功率之间的对应关系,提出故障定位原理,并阐明其工程可行性;其次,通过超短期负荷预测判断线路是否发生异常功率损失并计算线路损失功率,通过短期负荷预测计算故障时线路各开关的应载功率;最后,将线路损失功率值与各开关功率值进行匹配,从而定位故障引起的跳闸开关的位置,确定故障区段。仿真算例及工程实例的分析结果表明：所提方法能够快速有效定位故障区段,缩小抢修范围,且不依赖配电网自动化系统,适用于非自动化和自动化程度低的配电线路。     

基于多端信息的风电场集电线路单相接地故障定位算法

风电场集电线路大多包含多个分支,且一般只在线路首端设置测量装置,若故障后基于该装置进行单端故障定位,则只能在不同分支上得到多个疑似故障点,无法确定实际故障位置。当前基于多端量的算法虽然能够准确定位故障,但需要增设的测量装置过多,成本过高。文中针对最常见的单相接地故障,分析了集电线路拓扑,指出当故障位于不同分支时,单端测量装置可能采集到相同的数据,因而仅依靠单端电气量无法确定故障分支,有必要增设测量装置以实现故障分支定位。为降低定位成本,在不同结构的线路上确定故障分支所需要增设的测量装置最小数量及位置。随后,结合新增测量信息与现有单端法,提出一种根据多端故障录波信息定位故障分支并实现故障测距的算法。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了文中方法的有效性和实用性。该算法改进自单端阻抗法,解决了故障分支定位问题,且在当前配置基础上增加少量测量装置即可实现,成本较低,具有较好的工程应用前景。     

超高压输电线路直流融冰过程中接地故障定位技术

直流融冰技术是解决超高压输电线路覆冰问题的有效方法。由于融冰过程中冰水的掉落易导致输电线路的单相接地故障,研究了融冰线路的故障定位方法,以保障融冰过程的顺利进行及融冰设备的安全运行。首先对直流融冰系统的组成及整流器拓扑结构、控制策略进行了介绍并搭建了融冰系统的详细仿真模型。针对定电流控制方式下直流融冰线路的单相接地故障,通过对沿线电压分布的深入分析,提出了基于贝瑞隆模型的直流融冰线路接地故障定位方法。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对融冰线路故障进行了仿真验证,结果表明该方法能够实现融冰线路接地故障的快速准确定位。     

应用于含有线-缆混合线路配电网的行波故障测距新方法

故障行波波头的准确辨识是提高配电网行波故障测距精度的关键因素之一,文中提出基于改进希尔伯特-黄变换(HHT)的行波波头标定方法,首先利用自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)方法对故障信号进行分解,再利用希尔伯特变换求取高频固有模态函数分量的瞬时幅值,根据瞬时幅值的突变点确定行波波头的到达时刻。针对配电网的单一线路,利用该方法标定行波波头后,采用D型测距原理实现测距;针对线-缆混合线路,提出了基于接点时差的双端测距原理实现故障测距。对不同故障时间、故障位置、接地电阻等情况的故障进行仿真实验,结果表明,该方法可精确标定行波波头,且具有较高的测距精度。     

一种T形高压输电线路故障测距新方法

对T形线路的故障测距,现有方法都是先判断故障支路,再将3端线路等效成2端线路进行测距。但在T节点附近短路,尤其是经高阻短路时,现有的测距方法由于无法正确判别故障支路而存在一定范围的测距死区。针对上述缺陷,分别假设故障发生在某一支路,由假定正常的2段支路端的电压、电流推算求得T节点电压和注入假定故障支路的电流,从而分别求得3个故障距离。经证明,求得的3个故障距离有且仅有1个在0和对应支路总长度之间,该距离就是真实的故障距离,故障发生在对应支路上。该方法无需事先判别故障支路即可测距,在T节点附近经高阻故障时无测距死区。其测距精度理论上不受过渡电阻和故障类型影响,无需故障前数据,且对滤波无高要求。EMTP仿真结果表明该方法正确、有效,测距精度高。     

A new and accurate fault location algorithm for combined transmission lines using Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System

This paper presents a new and accurate algorithm for locating faults in a combined overhead transmission line with underground power cable using Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System (ANFIS). The proposed method uses 10 ANFIS networks and consists of 3 stages, including fault type classification, faulty section detection and exact fault location. In the first part, an ANFIS is used to determine the fault type, applying four inputs, i.e., fundamental component of three phase currents and zero sequence current. Another ANFIS network is used to detect the faulty section, whether the fault is on the overhead line or on the underground cable. Other eight ANFIS networks are utilized to pinpoint the faults (two for each fault type). Four inputs, i.e., the dc component of the current, fundamental frequency of the voltage and current and the angle between them, are used to train the neuro-fuzzy inference systems in order to accurately locate the faults on each part of the combined line. The proposed method is evaluated under different fault conditions such as different fault locations, different fault inception angles and different fault resistances. Simulation results confirm that the proposed method can be used as an efficient means for accurate fault location on the combined transmission lines.