电力系统行波测距方法探究

精准地定位故障点,快速修复永久和瞬时故障,以保证电网的稳定和安全运行,维护电网的经济效益,对电力系统意义重大。讨论了行波测距算法及研究现状,分析了行波的获取、波头的检测,波速对测距的影响、故障波形的构造及计算步骤等。相关研究结果表明,行波故障测距在电力系统中有广泛的应用前景,是今后输电线路故障定位领域的重要发展方向。     

新型非接触式行波传感技术研究

配电网智能化可以有效提高供电可靠性、降低运维人力投入,是当前的发展趋势.从缩短定位时长、提高定位精度出发,对传感技术进行了深入的研究.本文主要研究一种新型非接触式行波传感器的配电网故障行波定位技术,结合怒江配电网实际情况,如地貌复杂、山高坡陡、地势险要、天气恶劣,且配电网线路距离长、配电网网架结构复杂等实际问题,开发出...     

风电场集电线路行波故障测距与系统设计

当集电线路发生故障跳闸时,由于风电场环境特殊,线路中存在较多T接风机和电缆架空混架情况,传统的阻抗法测距在风电场集电线路中难以实现故障精确定位,风电场运维人员需要花费大量的人力物力进行故障清除,因此一种在线式的故障定位手段显得极为重要.由于行波法故障测距只与监测设备采集波头的时间差和波速有关,且在风电场发生故障时无需解列电缆即可进行故障定位.文中从行波法故障测距入手,基于风电场特殊的运行模式,系统地介绍了行波法在风电场集电线路中测距优势.通过现场风电场集电线路监测终端的试挂网运行故障定位案例,证明了此系统具有较高的稳定性和定位的精确性.     

以氦气为工质的行波热声发动机研究

随着对热声热机研究的深入，特别是行波热声发动机概念的提出，热声发动机效率得到了质的提高。为了实现热声发动机与制冷机的良好匹配，以氦气为工质时热声发动机需具有较低的起振温度、较大的压力波强度、较好的单频率特性。本文对自行研制的新型热声发动机进行了深入研究，以氦气为工质，在充气压力为2．0MPa时获得了1．19的压比，系统频率稳定在约73Hz，为利用新型热声发动机驱动脉管制冷机或其它热声制冷机创造了有利条件。此外，该热声发动机起振温度较低，初步具备了利用工业废热等低品位能源驱动的条件。     

不等波长行波运动的能量吸收特性研究

为改善做行波运动的行波板的能量吸收特性,基于计算流体力学方法,分析了波长系数(-0.1～0.3)和无量纲振幅(0.1～0.2)对做不等波长行波运动行波板能量吸收特性的影响。结果表明：相比于做等波长行波运动,做不等波长行波运动行波板的能量吸收效果更好;在较小的无量纲振幅下,沿流向线性增大波长,可以提高能量吸收效率;随着波长系数增大,能量吸收效率先升高再降低,存在最佳波长系数使得能量吸收效率最高达到69%;在较大的无量纲振幅下,随着波长系数的增大,能量吸收效率先降低再升高。     

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。     

电子式互感器在行波测距中的研究

基于罗氏线圈的电子式电流互感器在智能电网中已经得到了广泛的应用。提出了基于罗氏线圈微分输出的行波波头识别新方法。实现行波测距的关键在于精确提取行波浪涌的突变点,而罗氏线圈可以直接给出一次信号的微分信号;因此,直接利用其输出的微分行波信号进行判断,提高行波信号的识别能力。构建了仿真电路并进行了验证,表明罗氏线圈输出的微分信号在突变点的变化较一次电流行波更为明显,对双端和单端行波故障测距法的仿真结果表明测距结果准确     

智能故障监测终端系统的架构及功能

输电线路不仅具有空间跨度大的特点,而且走廊沿线地理、气象条件千变万化,极易遭受雷电、动物、植物、大风、覆冰等各种自然因素的影响而发生跳闸事故。在分析现行输电线路故障定位状况及存在问题的基础上,介绍了黄山供电公司采用等电位作业方式施工,在220kV宁潜线和宁雄线上安装故障监测终端,通过智能故障监测终端系统准确记录线路遭受雷击的位置、次数,积累雷击的特征参数,绘制线路的雷击频度分布图;分析电网线路雷击特性,为输电线路设计及有针对性制定各种防护雷害措施提供技术支撑。重点叙述了分布式行波测量技术、智能故障监测终端系统的工作原理、体系架构、监测终端、软件特点、系统安装与地区级配置方案。     

珠海220 kV高压XLPE电缆故障行波 测距方法研究

研究了高压XLPE电缆故障行波测距方法,对于快速定位故障具有重要意义。将小波变换应用于行波测距的算法中去,由于其模极大值能够准确地反映初始行波的极性和到达时间,该方法利用初始电压行波和电流行波的极性方向来判断线路是否发生故障,它不受后续折反射波的影响,特征明确。利用EMTP软件对模型进行仿真,对仿真后的结果采用小波变换进行分析,能比较准确地判断线路是否发生故障。对珠海环琴线、望环线的电缆线路进行了模拟故障的行波测距实验。结果表明,采用小波算法有效提高了测距的精度。     

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。     

分布式局部放电监测技术研究

本文以局部放电检测为基础,首先对国内外电缆局部放电检测的基本方法和发展状况进行了综合分析,比较了各种检测方法的应用情况及优缺点;随后根据局放信号的衰减理论,基于ATP-EMTP搭建了行波传输仿真模型,输入不同频率的行波信号来观察不同距离下的行波幅值特性,总结出不同频率行波在电缆线路上的衰变规律;最后根据仿真结果,得出局...     

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。     

不同厚度不同系列波状运动翼型的能量吸收特性

为改善做行波运动的翼型的能量吸收特性,基于计算流体力学方法,分析波长（0.6L~1.4L,L为中弧线长度）、振幅（0.02L~0.1L）与无量纲波速（0.1~0.9）对做行波运动的NACA4、NACA63与NACA65系列不同最大厚度的翼型以及行波运动板的能量吸收特性的影响。研究表明：当运动参数相同时,同一系列翼型的获能效率随最大厚度的增大而减小,且行波板的获能效率最高;当行波振幅与无量纲波速一定时,厚度相同的不同系列翼型的获能效率均随波长的增大而减小,且不同系列翼型的获能效率基本相当;当行波波长与无量纲波速一定时,厚度相同的不同系列翼型的获能效率均随振幅的增大而增大;当行波波长与振幅一定时,厚度相同的不同系列翼型的获能效率均随无量纲波速的增大而先增大后减小,且在无量纲波速c=0.45左右达到最大值。     

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。     

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。     

基于雷电记录与行波数据的雷击故障测距结果优化方法

针对雷击故障参考点定位不准确,导致测距结果可能与雷击故障发生的实际距离相差较大的问题,结合雷电记录与行波数据,从雷击故障参考点定位角度着手,进行雷击故障测距结果优化研究。首先获取相关雷电记录和行波数据,然后计算待分析故障特征点,并利用雷击故障历史数据、非雷击故障历史数据、雷电定位系统历史数据,构建（Δx,Δt,ΔP）三维坐标系,划分雷击故障识别域和非雷击故障识别域,判断待分析故障特征点是否落入雷击故障识别域当中,确定雷击故障参考点,最后利用行波测距方法得出雷击故障精确位置。结果表明,与基于雷电记录或基于行波数据的2种单一测距方法相比,该方法测距结果更接近实际值,由此可知,雷击故障测距结果得到优化,提高了测距精度。     

输电线路暂态信号检测方法比较分析

输电线路发生故障产生的暂态行波是一个突变的、具有奇异性的信号,正确检测出信号的突变点即暂态行波波头是利用行波进行保护和测距的核心。对电网中断路器操作、电容投切、一次电弧、单相短路、雷击等产生的暂态信号进行了仿真．并分别利用小波变换模极大值、小波变换Lipischitz a、小波变换能量谱检测行波波头进行比较分析。EMTP仿真分析表明,三种方法均有提取行波特征,且采用小波能量谱检测输电线路暂态行波波头到达的时刻最精确,故障定位精度最高。     

一种架空线——电缆混合线路的组合行波测距方法

为克服双端行波测距精度受电力线路长度误差及其两终端时钟同步偏差影响的缺陷,在分析混合线路故障行波传播特性的基础上,提出了一种混合输电线路的组合行波测距方法。该组合行波测距方法首先利用双端测距原理判定故障发生区段,然后判别各母线侧接收到的行波反射波的来源,最终利用单端行波测距方法计算架空线—电缆混合线路的故障距离。500kV架空线—电缆混合线路组合行波测距仿真计算结果表明,组合行波测距方法的测距精度明显高于传统测距方法的测距精度,可用于工程实践。     

基于单端行波信号的输电线路区内外故障智能判断方法

根据故障行波的传输特性和折、反射机理,提出了一种基于单端行波信号的输电线路区内外故障智能判断新方法。该方法通过门控循环单元搭建了一个深度学习分类网络,根据线路长度将单端故障行波信号切割为短序列作为神经网络的输入,输出为反向区外故障、区内故障、正向区外故障三种故障位置的概率,并采用自适应Adam优化算法训练神经网络的参数。算例结果表明,所提方案充分有效地利用行波信号中的故障特征,能准确辨别输电线路区内外故障,在线路的首末端均具有较高的鲁棒性,且在高噪声干扰的情况下仍能保持良好的准确率。