高压输电线路单端故障测距新方法

提出了一种新的单端故障测距的方法,根据故障发生后的故障附加网络,利用单端故障电压电流计算沿线故障电压对距离的导数,然后再求其范数在线路上的分布,根据其分布特点确定故障点的位置,实现测距.仿真证明该新方法具有较高的准确度和稳定性.     

基于微分算子逼近的单端故障测距新原理

利用微分算子的代数逼近,将线路的电报方程进行变换解耦,得到时域内电压、电流随距离分布的解析解,发现线路沿线分布电压的差分在一个时间段内的能量在故障点呈现最小值,据此构造了新的故障测距函数。通过证明,利用单端量计算得到的“虚假”电压分布与真实电压有相同的分布规律。进而提出了一种基于微分算子逼近的单端故障测距新原理。同时,详细阐述了三相故障测距新算法。EMTP仿真验证了单端故障测距新原理的准确性和正确性。     

一种新的单端行波测距方法

传统的单端行波测距方法存在远端故障测距不准确的问题。提出一种新的单端行波测距方案,其基本原理是故障点故障前电压与故障后初始行波电压相位差为 ,两者相关系数绝对值为1。通过测量点处故障前电压电流和故障后电压电流可以求出故障后初始行波和线路各点处的故障前电压。将各点处的故障前电压与所求初始行波进行相关性计算,得出相对应的相关系数的绝对值。在这些相关系数的绝对值中,数值最大且为1的点即为故障距离。与传统的行波测距方案相比,其测距具有单一值,远端故障也能准确测距。     

高压输电线路单端测距新原理探讨

突破了传统的利用工频分量的单端测距概念和利用初始行波与故障点反射行波到达测量点的时间差进行单端测距的概念,提出了一种新的单端故障测距原理。该原理利用单端电压电流计算沿线电压对距离导数的范数在线路上的分布进行故障点的定位。通过对故障线路的分析发现,利用单端量对全线路的电压分布进行计算,其结果在故障点后方,是“虚假”的,但这个“虚假”的电压分布对距离的导数与真实的电压分布对距离导数有相似的变化规律。同时还发现,故障线路上电压对距离导数的范数（有效值）在故障点呈现最小值,那么,利用单端量计算的电压分布导数的范数最小值点就是故障点,EMTP对该原理的初步仿真证明,该算法具有比较高的准确度,但还有一些问题需要进一步的研究。     

一种高压输电线路中端故障测距方法的研究

寻找简单快速的高压输电线路故障测距方法是电力系统亟待解决的问题,提出中端故障测距方法,将故障测量装置装设在输电线路中间,测量原理与单端测距算法相同,需要中端电压、电流量,实时求出故障距离。并用PSCAD仿真软件将单端测距与中端测距进行比较,结果表明中端测距较单端测距具有一定的精确性。     

基于暂态电压比初始值和时域迭代的直流配电网单端测距方法

针对直流配电网线路单端故障测距精度不高的问题，提出了一种基于暂态电压比的单端故障测距方法。该方法通过分析故障发生后限流电抗器两端故障电气量的特征和数学表达式，构建了时域内基于限流电抗器两端暂态电压比的故障测距方案，并利用迭代的方法削弱过渡电阻对故障测距精度的影响。该方法利用单端电气量，耐过渡电阻能力强，对通信无严格要求，无需安装同步装置，提高了直流配电网线路单端故障测距的精度。在PSCAD/EMTDC平台搭建多端直流配电网模型，对所提测距方法进行仿真分析，结果证明所提方法可以实现基于单端电气量的精确故障测距。     

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.     

应用于架空线路故障的并行退火单端测距算法

电弧闪络在架空输电线路故障中所占比例很高,而大多数的故障测距研究没有考虑到电弧的非线性特性,故提出一种应用于架空输电线路电弧故障的单端测距的算法。该算法用在工程界广为接受的M ayr模型为电弧建模,以计及故障电弧非线性特性引起的电压畸变,并且使用故障点电压积分值信息判断故障位置;在使用故障点电压特征信息基础上,将单端测距问题转化为优化问题,用并行退火算法快速有效地搜索出架空线路的故障点。仿真研究表明,该算法具有较高的测距精度。     

利用单端电流的同杆双回线准确故障定位研究

基于线路分布参数模型,提出了一种利用单端工频电流量的同杆双回线准确测距算法:通过同杆双回线解耦可以得到同向和反向分量,其中反向分量与系统参数无关,并且反向各序电流分布系数是只包含故障距离x的函数。再根据不同故障的反序电流、电压边界条件,可以给出各种双回线接地故障(单线三相故障和同名跨线故障除外)的测距算法。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容的影响。并且由于算法只利用电流量,从而不受电压互感器传变特性的影响。并从理论上证明了测距精度不受电流互感器特性的影响。测距方程求解不存在伪根,具有唯一解。仿真计算结果表明,该算法具有较高的测距精度,最大测距误差仅为0.15%,理论上能够满足高压和超高压输电线路的测距要求。     

基于分布参数模型的高压输电线路单相接地故障单端测距方法

由于分布电容和过渡电阻的影响,现有单端阻抗法无法适用于高压输电线路单端故障测距。针对这一问题,采用分布参数模型建模,定义了参考位置操作电压计算式。分别给出了相位法定位函数和幅值法定位函数,经理论分析可知:当参考点位置位于故障点左侧或右侧时,电压定位函数具有不同的相位特性,其在故障点前后会发生唯一一次阶跃性突变;而所取的参考点与故障点重合时,电压定位函数幅值达到最小。在此基础上提出了适用于高压输电线路单相接地故障的单端相位测距法和单端幅值测距法。仿真结果表明,这2种方法受故障位置、过渡电阻和负荷电流的影响很小,高阻接地故障时依然具有很高的测距精度,因此都能够满足现场的应用要求。     

A novel principle of single-ended fault location technique for EHV transmission lines

A new fault location principle using one terminal voltage and current data for EHV transmission lines is described in this paper, which is based on distributed parameter line model, breaking through the traditional single-ended fault location ideas. The voltage profile along the healthy line could be calculated using single-ended voltage and current data; however, the voltage profile behind the fault point is not true for a faulted line. Even though, notice the fact that the norm value of derivative function of the "fictitious profile" to distance is minimum at fault point, based on which the fault location function is constructed. The numerical algorithm is also described; this principle is proved by EMTP simulations to be immune to fault resistance, fault types, and fault inception angle. Theoretically, the accuracy of the principle is proportional to the sampling rate of the locator.     

特高压直流输电线路接地极线路高阻故障测距方法研究

直流接地极线路不同于直流输电线路,其在正常运行下,电压电流的值均很小,且极址点是通过阻值很小的过渡电阻接地,因此接地极线路精确定位是故障测距的难点。理论分析和仿真表明,当接地极线路发生接地故障,且接地点电阻大于或等于极址电阻时,流入故障点的电流很小,利用沿线电压分布推导得到的故障点电压不再是电压在线路上分布的最小值,而极址点电压是沿线电压分布的最小值。因此根据故障点电压相等来构造测距函数的测距原理存在不足之处。利用极址点电压相等构造测距函数,提出一种基于故障录波数据的耐受高阻接地的直流接地极线路故障测距新方法。大量仿真表明,该算法可以实现接地极线路的精确定位,对采样率要求不高,便于工程实际运用。     

基于瞬时相位一致的电力线路故障分析方法

随着新型电力系统的建设,故障稳态分量愈来愈难以获取,因此提出了一种利用故障暂态数据的基于瞬时相位一致的电力线路故障分析方法。首先将线路两端的故障电流电压暂态数据进行正弦函数表示,计算线路沿线电气量。然后根据故障点处两端的计算电压瞬时相位一致条件构造判据函数,确定故障位置。针对故障接地过渡阻抗不为纯阻性和多相接地故障各相过渡电阻不相等的一般情况,考虑三种接地短路故障,利用过渡电阻上电压电流瞬时相位一致条件计算故障点过渡阻抗参数。通过仿真案例和现场实际案例的分析,对比其他故障定位方法,所提计算电压瞬时相位一致方法的故障定位精度显著增加,且具有更强的适用性。依据过渡电阻上电压电流瞬时相位一致条件,可有效计算不同类型的故障过渡阻抗参数。     

基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法

针对直流接地极线路发生远距离、高阻接地故障时,现有故障定位算法精度低的问题,提出了一种基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法。基于线路的分布参数模型,建立了故障后接地极线路故障模量网络,在此基础上利用接地极线路量测端的电压、电流量计算沿线的电压、电流分布,进而得到故障点处的测量阻抗,根据故障点处测量阻抗虚部最小的特点进行故障定位。大量仿真结果表明,该算法可实现接地极线路全长范围内的准确定位,且不受故障位置和分布电容的影响,具有较高的故障定位精度。     

基于线模行波突变的配电网全架空线路单相接地的多端检测定位新方法

针对配电网单相接地故障,提出了两种有效的故障定位方法。离线状态下,先后在线路的首端和末端向三相注入相同的高压脉冲,并分别在首末端采集线模电压信号的双端注入法。在线路首端向三相注入相同的高压脉冲,并在首端、末端和必要的二级分支末端检测线模电压信号的单端注入多端检测法。两种方法都利用了线模电压首个非零突变点对应时刻与故障点到测量点之间距离的关系进行综合定位。通过理论推导,PSCAD仿真和Matlab分析,证明了单端注入法比双端注入法效率更高,同时单端注入多端检测法能准确定位故障。     

铁路自闭/贯通线路故障行波测距技术

针对自闭，贯通线路的结构特点，章提出了利用故障产生的电压行波信号测量短路和接地故障距离的新方法，解决了单独母线供电、中性点为不接地的系统，由于线路长、环境恶劣，单相接地故障频繁发生、故障位置不易查找的问题。     

一种基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路故障测距方法

直流输电线路故障时,高频故障暂态信号将沿线路向两端传播,线路对故障暂态信号高频分量有衰减作用。研究双极特高压直流输电线路频率特性,得到特高压直流输电线路对高频量有衰减作用,线路越长,衰减作用越剧烈的结论。研究基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路单端故障测距原理,推导出故障点距测距装置安装点的距离公式,得到基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路单端故障测距原理难以准确实现直流输电点线路故障测距的结论。研究基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路双端故障测距原理,推导出故障点距测距装置安装点的距离公式,提出频带衰减概念,推导出基于频带衰减的故障距离计算公式。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对提出的基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路双端故障测距原理进行仿真验证,仿真测距结果有较高的准确度。     

A new single ended fault location algorithm for combined transmission line considering fault clearing transients without using line parameters

In this paper a new single ended fault location method is proposed for underground cable combined with overhead lines. In this algorithm fault clearing high frequency transients are used instead of fault-generated transients and the line parameters are not needed. In the proposed algorithm, samples just from voltage transients generated by fault clearing action of circuit breaker are taken from the sending end of the cable line. Applying wavelet transform, the first three inceptions of traveling waves to the fault locator are detected. Using these, the proposed algorithm at first identifies fault section, overhead or cable, and then wave speed is calculated and at last location of fault is determined accurately. Because of using only voltage samples taken from one terminal, it is simple and economic and does not need to GPS and data communication and synchronization. Extensive simulations carried out using SimPowerSystem toolbox of MATLAB, confirm the capabilities and high accuracy of the proposed method under different system and fault conditions.