一种应用于线路保护装置的嵌入式行波测距方法

在分析阻抗法测距技术与行波测距技术优缺点的基础上,提出一种新的嵌入式行波测距方法。通过将行波测距模块化,并以独立插件方式集成到线路保护装置中,既实现了完整的线路保护功能,还实现了完整的行波测距功能。并且行波测距模块复用线路保护装置的电流采样通道、光纤通信通道,共享线路保护故障数据与行波测距数据,提高了行波测距的准确性。     

线路保护行波测距一体化装置设计与关键技术研究

探讨了在输电线路保护装置中集成行波测距功能的可行性,提出了线路保护行波测距一体化装置的设计方案、关键技术和解决方案,并研制了试验样机。一体化装置基于线路保护装置增加了行波测距功能模块,通过行波DSP插件直接采集线路保护装置电流互感器的输入信号,采用大容量缓存技术提高行波记录覆盖率,利用保护的启动信息作为行波启动的判断以实现行波的可靠启动,基于透明分帧传输技术借用线路保护装置的纵联通道实现行波通信,并与线路保护装置的阻抗法测距进行相互校验提高测距可靠性和测距精度,同时采用了行波波速校正技术缩小测距结果与实际结果的偏差。所研制的一体化装置样机性能指标满足预期要求和工程应用需要,为今后(超)高压线路保护与故障定位的深度融合指明了发展方向。     

基于保护信息的变电站行波测距可靠性提升

行波测距具有精度高、受系统运行方式影响小等优点,但是独立的行波测距易受噪声干扰、可靠性不足;传统交流线路保护技术成熟、抗扰能力强、可靠性非常高,因而利用保护信息来提高行波测距可靠性是比较可行的技术路线.本文基于保护行波测距一体化技术,分析独立行波测距存在的主要问题及保护与行波测距信息交互技术;结合保护相关信息,从测距启动、同步模量选择、测距结果甄别三个方面提出了提升变电站行波测距可靠性的详细技术方案,并搭建了软硬件测试平台,试验结果验证了所提方案的有效性.     

行波故障测距功能插件的研制

以微机线路保护装置和微机故障录波装置为依托,提出了高压线路行波故障测距功能插件的设计思想。该插件遵从高度独立运行的设计理念,自身带有中央处理单元(CPU)、高速采集、高精度时钟、开关量输入、开关量输出、通信接口以及电源变换等功能电路,并且通过嵌入式多任务操作系统对插件软件中的各项功能任务进行统一调度。以此为指导,对某微机线路保护装置进行了适当改造,进而研制出与之配套的行波测距功能插件。该插件通过保护装置母板获取来自保护装置电源插件的直流电源,并且通过串行通信接口(经母板)与保护装置的人机接口(HMI)模块通信。行波测距功能插件的应用,能够实现高压输电线路行波故障测距与线路保护或故障录波的一体化。     

两侧时钟同步校验及不依赖对时的行波测距

本文对GPS信号不同步对双端行波测距的影响进行了分析,提出了对GPS信号同步性进行校验的方法。通过将行波测距模块与线路集成一体化,利用线路保护的内部时钟的同步性来校验外部时钟信号,同时提出了不依赖对时的双端行波测距的方法。通过仿真验证,本文提出的两侧时钟同步校验和不依赖对时的行波测距方法,可有效提高双端行波测距的可靠性和实用性。     

测距式行波距离保护的研究（一）——理论与实现技术

阐明了测距式行波距离保护的特点，对测距式行波距离保护的动作性能进行了全面的分析讨论。就其核心部分-故障测距元件的构成、定时器控制量的选择、方向行波到达时刻的判定以及测量精度的考虑进行了全面的分析，指出了在实现距离测量元件、距离保护I段和Ⅱ段中具体的技术关键，提出了有效的对策，为进一步研制测距式行波距离保护装置提供了理论和技术依据。     

基于行波原理的优化组合故障测距技术

对现代D型双端和A型单端输电线路行波故障测距原理的准确性和可靠性进行了综合评价。在此基础上,提出了基于这两种行波原理的优化组合测距思想,并成功用于实际故障暂态行波分析。与单独的D型或A型行波测距方案相比,本方案的最大优点是能够利用A型行波原理对D型行波原理给出的测距结果进行验证和校正,从而同时提高了测距可靠性和准确性。实际应用表明,优化组合行波测距方案是可行的,并且测距精度得到明显提高。     

基于行波原理的优化组合故障测距技术

对现代D型双端和A型单端输电线路行波故障测距原理的准确性和可靠性进行了综合评价.在此基础上,提出了基于这两种行波原理的优化组合测距思想,并成功用于实际故障暂态行波分析.与单独的D型或A型行波测距方案相比,本方案的最大优点是能够利用A型行波原理对D型行波原理给出的测距结果进行验证和校正,从而同时提高了测距可靠性和准确性.实际应用表明,优化组合行波测距方案是可行的,并且测距精度得到明显提高.     

基于数学形态学的高压直流输电线路无通道保护研究

高压直流输电线路的行波保护，分有通道保护和无通道保护2种方式。现有输电线路行波故障测距的共同缺点是：无论单端法还是双端法都会由于故障发生时行波波速的不确定，给故障定位造成误差。新型的基于单端行波故障澳4距的无通道保护方案，利用数学形态学检测故障波形，准确确定暂态初始行波、故障点反射波、对端母线反射波到达保护装置端的时间，能实现故障准确判别和故障定位。     

现代行波故障测距系统的研制

介绍了一种采用现代行波故障测距技术的架空输电线路故障测距系统的构成、工作原理、功能配置及其在交直流输电系统中的应用实例。该系统由行波采集与处理系统、行波综合分析系统、远程维护系统以及公共电话网等4部分构成，并互集成了A，D，E等3种现代行波故障测距原理以及多种暂态行波波形分析方法。该系统可以同时采集8回线路的暂态电流(来自常规电流互感器二次侧)和暂态电压(来自专门研制的行波耦合器)信号。实际运行表明，该系统具有较高的准确性、可靠性、性能价格比以及较强的适应性和可维护性，其绝对测距误差可达200m以内。     

实用高压直流输电线路故障测距方法

高压直流输电线路行波测距一般精度较高,但由于行波测距装置本身和行波测距的死区等原因,使得有些高压直流输电线路故障无法得到定位,针对现有高压直流输电线路行波测距的不足提出了单端、双端行波测距和常规量测距相结合的综合测距方法,依据现有的故障录波数据实现常规量测距。以500kV贵广直流工程为例,说明了行波测距失败的实际情况,并分析了其中的原因,验证了综合测距方案的有效性,并分析了故障行波波头检测部分、高压直流分压器和高压直流分流器的组成原理。     

现代行波测距技术及其应用

介绍了利用电压、电流行波进行线路故障测距的方法。单端法是测量故障产生的行波在故障点及母线之间往返一趟的时间来计算故障距离,双端法利用故障行波到达线路两端的时间差测距。阐述了故障行波信号的测量、超高速记录、行波脉冲的小波检测以及双端装置时间精确同步等关键技术问题的解决方案以及行波测距技术实际应用中的若干问题。     

新型暂态行波幅值比较式超高速方向保护

针对传统行波保护可靠性低这一缺点,提出一种基于暂态行波幅值比较的新型超高速线路保护方案。该方案基于故障发生后一段时间内,正向行波幅值积分与反向行波幅值积分的比值来确定故障方向。若线路两端保护的判断结果均为正向故障,保护将发出跳闸命令。该文对保护的原理判据和影响行波方向保护的主要因素分别进行了仿真分析,PSCAD/EMTDC仿真结果表明,所提方案能够快速、可靠地识别线路区内外故障,其性能基本不受故障电阻、故障时刻、母线或线路接线方式等的影响,该保护原理清晰,实现简单,具有良好的工程应用前景。     

基于小波变换的超高速行波保护和故障定位算法

提出了利用故障后产生的电流行波实现输电线路超高速保护和高精度故障定位的算法。借助于小波分析工具,将电流行波信号进行小波变换,通过分析线路两端电流行波初始波头模极大值的极性来判别区、内外故障;同时利用模极大值对应的时间差来实现故障距离的测定。论文详细分析了影响行波保护和故障定位的各种因素,提出了相应的应对措施。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果表明,算法能够实现线路超高速保护和高精度故障定位双重功能。     

基于多分辨形态梯度的行波距离保护方案

为解决现有的行波距离保护方案无法有效识别正方向区内、外故障,利用超高压输电线路母线杂散电容及线路末端阻波器对高频暂态信号强烈的屏蔽作用而导致行波通过母线前后波前时间的差异,提出一种基于行波波前时间比较法的行波距离保护新方法,并使用多分辨形态梯度提取波前时间构成保护方案。理论分析与仿真研究证明,这种保护能正确识别正方向区内、外故障,有较高的准确性和可靠性。     

高压输电线路的双端电气量综合测距方法

给出了一种高压输电线路故障综合测距系统,综合了行波测距和基于线路集中参数、分布参数的常规测距方法,从而实现了故障的准确定位;利用小波来准确地检测波头到达时刻,提高测距精度;对行波测距中的不利因素进行了分析、改进,提出了在电压过零、行波测距不能正常启动时利用故障后的重合闸脉冲进行测距的方法,并利用EMTDC进行仿真计算,验证了其正确性和准确性。     

基于数学形态学的输电线路精确故障定位

在介绍数学形态学基本原理的基础上,给出了利用数学形态学梯度技术提取暂态行波故障特征,反映故障行波折返射时刻的行波测距新方法。通过仿真软件着重对近距离故障、高阻接地故障,电压过零时刻故障等传统方法难以精确定位的故障类型进行了大量的仿真研究,同时利用A、B型测距原理进行了故障定位;并利用此方法对某500kV输电线路故障后行波故障定位装置记录的故障数据进行了实例验证;仿真结果和实例验证结果都表明,利用数学形态学梯度技术不仅能够对这些传统方法难于准确定位的故障类型精确定位,而且算法简单,耗时较小,易于硬件实现,对高压输电线路精确故障定位装置的研制提供了理论和技术依据。     

双端主动式行波故障定位方法的研究

提出了一种高压输电线双端主动式行波故障定位方法,该法采用高精度GPS同步技术和高速数据采集与检测技术,当输电线有故障时,在继电保护装置切除线路前,由故障线路两端向线路的故障点发射探测波,高速采集检测、计时线路回波,再结合高速双端探测技与合成波的折、反射分析以及干扰波的识别技术计算和分析以准确定位故障。该法抗干扰能力较强,可靠性和灵活性更好。     

一种高压电网电压行波信号的提取方法

行波信号的有效提取是高压电网行波保护和行波故障定位的前提,针对传统电容式电压互感器不能传变暂态高频信号的缺陷,提出了一种电压行波信号的提取方法。利用电容式电压互感器或电流互感器的套管末屏电容,设计了电压行波提取电路,考查了其频率响应特性。利用EMTDC分别仿真了提取电路对不同频率段、不同故障初始角和不同故障电阻的暂态电压信号提取响应,理论分析和仿真结果表明:该方法能够有效地提取暂态高频信号,正确反映一次侧特定频带的电压行波特征,很好地解决了行波保护或暂态量保护及故障定位中暂态电压行波提取的难题。