基于一种新型相模变换矩阵的故障定位研究

分析了现有相模变换矩阵的不足,指出其单一模量不能适用于所有类型的故障,并结合三相输电线路完全换位情况下相模变换矩阵的数学性质,构造出了一种新型的相模变换矩阵。MATLAB仿真结果表明,新相模变换矩阵对各种类型的故障有效,能够实现单一模量反映所有故障类型的目的,且测距结果不受过渡电阻、故障类型影响。     

微扰法在不换位双回输电线路中的应用

传统的对称分量法或六序分量法适用于各相换位的对称输电线路,对于不换位的双回输电线路,用其解耦线路的阻抗矩阵误差较大。为获得更精确的结果,通过构造因不换位造成的双回输电线路阻抗矩阵微扰量,并采用微扰法将线路阻抗矩阵的特征值与特征向量分别展开,经过满足不同阶数的等式,得到了不同精度的相模变换矩阵。将求得的变换矩阵用于模分量理论进行故障测距,所得的计算结果与实际结果相比误差很小,验证了所提方法的可行性。     

基于微扰法的不换位输电线路相模变换

传统的对称分量法适用于理想换位的三相对称输电线路,对于不对称程度较大的不换位单回输电线路,其结果误差较大。为获得更精确的结果,采用模分量法,该方法的关键是求解相模变换矩阵。考虑了架空地线对不换位线路阻抗矩阵的影响,并运用微扰理论,通过构造因不换位造成的阻抗矩阵微扰量,可以求解出不同精度的相模变换矩阵。将求得的变换矩阵用于模分量理论进行故障分析,所得的计算结果与实际结果相比误差很小,验证了该方法的可行性。     

基于双端不同步采样数据的高压输电线路故障测距

提出了一种基于双端不同步采样数据的高压输电线路故障测距算法.该算法考虑了线路的分布参数特性,利用线路双端电压和电流量进行故障测距,从而保证测距不受过渡电阻的影响.对于不换位三相线路,采用模分量法,使相互耦合的相空间三相线路解耦为相互独立的模量.为了避免求解导数的复杂性,该文采用Powell方向加速法进行求解.仿真计算表明,算法对整个线路长度区间内的任何故障点都能精确测距.     

基于双端不同步采样数据的高压输电线路故障测距

提出了一种基于双端不同步采样数据的高压输电线路故障测距算法。该算法考虑了线路的分布参数特性,利用线路双端电压和电流量进行故障测距,从而保证测距不受过渡电阻的影响。对于不换位三相线路,采用模分量法,使相互耦合的相空间三相线路解耦为相互独立的模量。为了避免求解导数的复杂性,该文采用Powell方向加速法进行求解。仿真计算表明,算法对整个线路长度区间内的任何故障点都能精确测距。     

基于二进小波变换的输电线路故障测距方法

输电线路发生故障后将产生向变电站母线运动的行波,因此可以在母线处采集并记录故障行波即可实现输电线路的精确故障测距。但由于输电线路故障电流信号中具有很强的突变信息,因此须用小波变换对实变信号进行奇异性检测,从而将奇异信号发生的时刻转换为故障距离。本文在介绍二进小波函数及二进小波变换的基础上,通过建立故障行波的故障特征与小波变换模极大值之间的关系,构造了一种基于行波原理的输电线路故障测距方法。     

基于VMD-HT算法的输电线路故障行波测距研究

传统的双回线行波测距主要在参数对称的模型上进行研究,为解决工程实际中参数不对称同塔双回线的行波测距问题,提出了一种基于VMD-HT算法的故障测距方法。因参数不对称同塔双回线各线间、相间存在耦合,先将六相电流解耦得到6个独立电流模分量,对比分析后得到特征模量,再将特征模量进行VMD-HT变换,提取出故障行波波头初始到达线路两端的时刻,根据双回线测距公式算出故障位置。PSCAD和Matlab实验对比仿真表明,所提算法比三次B样条小波包变换和希尔伯特黄变换（HHT）算法具有更好的测距效果,模型由双回线推广至四回线,误差仍在允许范围内,验证了所提算法的正确性和普适性。     

考虑参数依频变化特性的辐射状架空配电线路行波传播研究

为了精确地描述行波在架空配电线路上的传播过程,挖掘所携带的故障信息应用于故障检测,结合配电线路特点,就三相线路不对称、线路频率传输特性、线路长度等对行波传播造成的影响进行了大量的数值计算和仿真分析。研究表明:依然可以使用解耦变换对不对称线路进行近似解耦,解耦后零模行波出现一定的衰减和色散,但是在短线路下,零模行波的衰减主要集中在高频带,在工频电流的影响下,零模行波的分辨率明显高于线模行波。该研究突出了行波传播特性在配电网的表现形式,可为完善配电线路行波故障检测技术提供理论依据。     

交流线路避雷线融冰故障电磁暂态分析与间接式行波故障定位方法

由于避雷线通常逐塔接地,因此往往对其进行消去处理以降低参数矩阵阶数,但是在避雷线融冰过程中其与沿线杆塔绝缘,会受到线路电磁耦合影响。在研究避雷线对地绝缘条件下多导体传输系统电磁暂态耦合的基础上,推导双回非对称相数多导体传输系统的解耦方式,提出避雷线对地绝缘情况下的相模变换矩阵,并指出避雷线对地绝缘会造成由三相线路所构成模量中出现“零模提速”现象。在此基础上,考虑电容式电压互感器暂态传变特性影响,提出一种利用三相交流线路行波测距装置对避雷线直流融冰期间发生的故障进行间接式双端不同步故障测距的方法,并通过渐进峭度曲线剔除现场实测信号中的电磁噪声,实现波头准确辨识,大量仿真表明该方法可行有效。     

一种新相模变换矩阵

分析了现有相模变换矩阵,指出其单一模量不能反映所有故障类型的不足,结合均匀换位输电线路的相模变换矩阵应具有的数学性质,构造出一种新的相模变换矩阵.理论分析和应用于故障测距时的仿真结果表明,新矩阵能够用于相模变换,且单一模量能够反映所有故障类型.电网电压等级的提高对继电保护和断路器动作速度提出了更高的要求,为了适应该变化趋势,继电保护的运算将会在时域中进行,相模变换代替对称分量变换将成为发展趋势.因此,能够反映所有故障类型的相模变换矩阵在电力系统继电保护中将具有广泛的应用前景.     

基于小波理论的输电线路故障信号检测的研究

输电线路发生故障后,其行波信号是一个突变的、具有奇异性的信号。小波分析具有很多有用的性质,利用小波多分辨率的特性可将突变信号进行多尺度分解,然后通过分解后的信号来确定突变信号的突变位置。Lipschitz指数被用来定量描述函数的奇异性。当小波变换尺度越来越精细时,小波变换模的极大值信号的突变点位置越精确。其衰减速度取决于信号的突变点的Lipschitz指数。小波变换不仅可以确定突变位点发生的时间,而且可以进一步判断突变点的性质。通过检测小波变换模极大值来找到信号的奇异点,从而确定信号发生突变的位置。     

奇异值分解理论和小波变换结合的行波信号奇异点检测

准确检测故障行波信号的奇异点是行波故障测距的关键。现场故障行波信号通常含有大量噪声,有些情况下单独使用传统的小波变换将不能有效检测到信号的奇异点。为解决强噪声情况下故障行波信号奇异点的检测问题,提出了基于奇异值分解理论和小波变换的故障行波信号奇异点检测方法。通过构造重构的吸引子轨迹矩阵,并由Frobenious范数意义下的最佳逼近矩阵可以得到除噪后的信号序列,对所得信号序列进行奇异性检测得到信号序列奇异点。仿真结果表明,该方法在强噪声情况下可以去除噪声影响,并且保持信号的奇异性,准确检测到信号的奇异点。     

小波变换和数学形态学在行波法故障测距中应用比较

输电线路的行波法故障测距装置完成的主要任务是对录到的电压或者电流行波信号进行信号处理,最终实现故障定位。行波信号中的突变点所在时间点是故障出现的时间点。目前,信号(图像)处理中检测奇异值所用的工具有两种,小波变换和数学形态学。详细说明了小波变换和数学形态学用在行波法故障测距中信号处理部分的原理和相关算法,从不同角度进行了大量的仿真,对仿真所得到的数据进行分析和比较,从而得出二者用在行波法故障测距中都是可行的,同时又都具有各自的特点。     

基于小波变换的含噪声行波信号奇异点检测

小波变换是检测信号奇异点的一种有效的数学工具.对于含噪声电流行波信号奇异点的检测,则需要一个基于小波变换的有效算法.作者在非线性阀值法去噪的基础上利用模极大值线的方法正确地检测出含噪声行波信号的奇异点,并通过数字仿真验证了此方法的实用性.     

基于小波理论的输电线路故障信号检测的研究

输电线路发生故障后,其行波信号是一个突变的、具有奇异性的信号。小波分析具有很多有用的性质,利用小波多分辨率的特性可将突变信号进行多尺度分解,然后通过分解后的信号来确定突变信号的突变位置。Lipschitz指数被用来定量描述函数的奇异性。当小波变换尺度越来越精细时,小波变换模的极大值信号的突变点位置越精确。其衰减速度取决于信号的突变点的Lipschitz指数。小波变换不仅可以确定突变位点发生的时间,而且可以进一步判断突变点的性质。主要通过检测小波变换模极大值来找到信号的奇异点,从而确定信号发生突变的位置。     

输电线行波测距中雷击与短路故障的识别

掌握超高压、高压输电线路上雷电冲击发生的位置和频次等信息,对输电线路的防雷保护及系统运行水平的提高具有重要的理论和现实意义,故而利用现有可检测与定位线路雷击的行波测距装置,提出了一种基于小波包能量谱和暂态行波特征分析的雷击与短路故障识别方法。通过对500kV输电线路的非故障性雷击、故障性雷击以及普通短路故障的仿真研究,提取出电流行波信号的特征和信号各频段的能量分布规律,结合这些特征和规律提出了对3种暂态过程进行识别和分类的具体算法。EMTDC仿真验证了该算法的正确性。     

不受波速和噪声影响的雷击定位模式识别法

基于行波传输理论,提出了不受噪声和波速影响的雷击定位模式识别新方法。按实际中经常出现的故障性和非故障性雷击,将雷击分为故障性与非故障性两种模式,并利用采集到的故障波形的首波头、故障点反射波和对端母线透射波3波头间关联关系建立隶属度函数与定位公式。对含噪声的行波信号经小波变换得到含噪声出现时刻的n个波达时刻,对其种组合计算两种模式的隶属度,然后以隶属度最小对应模式的定位公式计算雷击点位置,输出雷击模式。对某500 kV输电系统的仿真结果证明,所提出的方法定位精度高,不受波速和噪声影响。     

基于形态小波的输电线路故障电流行波消噪研究

高压输电线路故障产生的电流行波信号含有大量的噪声信号,在行波保护和行波故障测距中需要对其进行预处理,去除噪声并提取真实信号。利用小波变换能敏感地检测到奇异点和形态学滤波器能有效地滤除脉冲噪声且能保留原信号的全局和局部特征的优点,提出了一种基于形态小波的输电线路行波信号消噪新算法。MATLAB仿真结果表明形态小波在滤除脉冲干扰和白噪声方面具有良好的消噪能力。     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。     

基于三端法的HHT行波故障测距研究

输电线行波故障定位的技术关键在于提高捕捉故障行波波头信号到达时间的精确度以及行波波速度的确定。小波变换(Wavelet Transform,WT)是目前主要采用的波头识别算法,而希尔伯特-黄变换(HilbertHuang Transform,HHT)作为分析非平稳和非线性信号一种强大的工具值得深入研究,文章提出了基于三端测距法的HHT行波测距方法。采用Simulink建立输电线路仿真模型,通过haar、db4小波和HHT分析对比,结果表明HHT能更有效地提高故障定位精度,且克服了小波变换需要选择小波基函数和分解尺度的缺点。