基于行波检测的水电配电网单相接地故障定位

对单相接地故障进行精准定位有利于提高水电配电网供电质量、减少断电造成的损失.为此,针对传统定位方法存在的定位误差大、检测耗时长的问题,设计了基于行波检测的水电配电网单相接地故障定位方法.定位过程共分为两个阶段:一是水电配电网单相接地故障选线,确定发生故障的线路.二是针对行波信号中存在噪声的特性,将行波检测法中的双端法与二进小波变换过程相结合,借助于二进小波变换的消噪作用和异常点定位能力,对单相接地故障位置进行精确定位.实证结果表明:与传统定位方法相比,利用行波检测方法后的定位误差更小、故障检测时间更短,为水电配电网单相接地故障的及时修复奠定了重要的基础.     

行波小波系数极大值极性法接地故障选线研究

为正确确定故障线路,保证系统安全,提高供电可靠性,研究了配电网中单相接地短路故障时的暂态行波特性。分析变压器的暂态行波特性及其对母线行波电压和线路行波电流的影响表明,行波初始过程中母线电压及各线路电流暂态行波的小波系数的显著规律是故障线路电流暂态行波0模量初始波头的小波系数的极大值极性,总是与其它线路电流和母线电压相反。然后利用暂态行波的小波系数极大值极性特征构成了一种新颖的故障选线保护判据,即利用母线零序电压突变量判断单相接地的时刻,通过识别母线电压及各线路电流初始波头小波系数的极大值极性特征,判断故障线路。利用MATLAB建立了一个典型的配电网系统模型,仿真结果证明该选线算法的有效性,最后对该法的应用提出相关的建议。     

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。     

基于行波折反射特征和网络拓扑的配电网单相接地故障定位方法

中性点非有效接地配电网单相接地故障定位中存在故障特征弱、可用测量信息不足等问题。通过分析单相接地故障行波在配电网传播过程中的折反射规律和特征,研究初始行波与反射行波传播路径和配电网拓扑结构的关系,提出了一种基于行波折反射特征的复杂配电网单相接地故障定位方法,并提出了基于配电网拓扑的测量点布置方案。在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建电磁暂态仿真模型进行仿真验证,结果表明所提方法定位精度较高,不受故障距离、接地电阻等因素的影响。     

单-多端行波组合的架空线配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端行波相结合的配电网单相接地故障定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

新型10kV配电线路综合故障定位方法

为提高行波定位的准确性,提出了一种新型配电网故障定位方法.此方法根据C型行波的传播特性和波形特征,应用小波变换良好的时频局部化功能进行波形降噪,同时利用RBF神经网络擅长模式识别的优点,可以实现准确的故障定位.该方法是一种分两步来确定故障点的定位方法:首先利用C型行波法得到故障反射波,运用小波变换进行波形降噪处理以确定故障距离,然后利用RBF神经网络确定故障分支.理论分析和仿真结果表明,该方法能够准确地确定配电网单相接地故障位置.     

单-多端行波组合的配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端相结合的配电网单相接地故障行波定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距,并进行信息融合,得出最终定位结果。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法

配电网多为树形结构,分支多,单端定位或双端定位方法都很难准确定位故障。针对B型行波和配电网树形结构,提出了一种多端行波故障定位方法。该方法利用接地故障时刻产生的行波第1波头到达配电网线路各末端的时刻进行故障定位。利用行波故障定位基础理论,建立了多端行波故障定位的理论依据,考查了定位方案在配电网中的优越性。采用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方案在配电网中遇到的各种情况进行了仿真分析。仿真结果表明,在配电网单相接地故障定位中,多端行波定位法只利用接地故障初期很短时间内的暂态行波信号,接地故障后期的故障发展情况对开始的暂态行波信号并无影响,所以运用多端行波定位法能够快速准确地找到故障点。     

基于小波分析的行波相位比较法接地故障选线

为解决非有效接地电网中单相接地短路故障对系统设备和人员的危害,分析了非有效接地电网中单相接地故障行波的特性,同时运用复频B样条小波(CFBSP)分析故障初始过程中奇异的行波0模信号,得出了此时故障线路电流行波0模量的小波系数的极大值极性及相位与其它线路正好相反的结论,还证明了故障点间歇电弧、过渡电阻、变压器的接线方式及其中性点接地方式对本方法的影响很小。因此在适当的小波尺度下,比较各线路故障初始过程中电流行波0模量的小波系数的极大值极性及相位即可识别出单相接地的故障线路,完成故障选线。仿真试验证明了此方法的正确性、有效性和通用性。     

基于冗余表决的行波小波系数极大值极性法配电网接地故障选线原理研究

研究了配电网中单相接地短路故障时暂态行波的特性,利用母线电压及各线路电流暂态行波0模初始波头的小波系数的极大值极性的特征,构成了新的基于小波分析的故障选线保护判据,通过识别初始波头小波系数的极大值,判断极大值极性特征,并对多次判断结果进行冗余表决,完成故障选线工作。该文利用M atlab建立了一个典型的配电网系统仿真模型,通过编写选线保护仿真程序,完成对仿真结果的计算和分析,证明了此方法的正确和有效,并对应用研究提出了有益的建议。     

基于输电网中故障行波分布和网络依赖图的故障定位算法

由于传统双端行波定位方法用于整个电网故障定位存在着一些不足,故笔者分析了电网系统结构特点,在双端行波定位的基础上,提出了一种依赖图的高压电网输电线路故障定位方法。该方法依据电网对象间的告警关联关系构建相应网络依赖图,当电网内某条线路发生故障后,每个变电站定位装置均记录下电压行波到达该站的时刻,通过分析各站时间信息,首先在电网中判断出故障线路,然后结合依赖图中最优有序对,计算得出故障点的准确位置。运用该方法对故障仿真实例进行了分析,仿真结果表明了方法的可行性。     

基于网络的故障行波定位算法

为了解决电网故障双端行波定位中任一定位装置故障、启动失灵或时间记录错误等导致的定位失败难题,提出了基于网络的故障行波定位算法,根据电网中故障行波到达各变电站的精确时间和行波传输的最短路径进行综合定位计算。运用Floyd算法计算电网的最短路径矩阵,匹配行波波头到达各变电站的精确时间;分析不经过故障线路的最短路径,在线计算行波传播速度;并寻找经过故障线路的最短路径,在线计算故障点位置;为每个变电站设置权重,对所有不同路径的计算结果加权求和,得到故障点的精确位置。EMTP仿真分析和现场运行结果表明,该定位算法误差小于150 m,可靠性高、鲁棒性强,较好地满足了电网运行要求。     

基于方向行波的小电流接地系统故障选线

从行波传输的角度出发，对小电流接地系统发生故障时的暂态过程进行分析，并通过分析得出以下结论：故障线路的反向电压行波和正向电压行波同时到达，而非故障线路的反向电压行波滞后正向电压行波一定时间后到达；并且故障线路和非故障线路正向电压行波的初始极性相反。利用这两个特征，提出基于正、反向行波能量之比和正向电压行波初始极性的故障选线新判据。通过暂态仿真软件ATP进行仿真，结果证实了上述原理的有效性，且不受故障初相角和过渡电阻的影响。     

基于初始行波相位差的同杆双回输电线路故障识别

为提高行波保护的灵敏性和可靠性,提出一种基于初始电流行波相位比较的同杆双回线路快速保护新算法。基于S变换计算初始行波相位,通过分析同杆双回线路同端和对端上的初始电流行波相位关系构建保护判据。当内部单回线故障时,双回线路同一侧上电流行波相位近乎相反;内部同名相跨线接地故障时,线路同一侧上的电流行波相位近乎相同,同一条线路两端的电流行波相位近乎相同;区外故障时,两条线路同一侧的电流行波相位近乎相同,同一条线路两端的电流行波相位近乎相反。引入行波相位差的概念,通过分析电流行波相位差的变化特征识别同杆双回线路区内外故障。大量的仿真结果表明,该保护性能灵敏、可靠,动作速度快,判据简单,基本不受故障初始角、故障类型和过渡电阻等因素影响。     

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。     

基于整个电网行波时差的故障定位方法

在分析电网故障行波传输特性的基础上提出了一种基于整个电网行波时差的故障定位方法。该方法在整个输电网中的部分变电站安装行波定位装置,线路故障后各行波定位装置检测并记录初始行波的到达时间,由主站根据整个网络中所有初始行波到达时间和线路长度来辨别有效行波时间,并根据所有有效行波时间来进行综合故障定位。与基于单条线路故障信息的行波定位不同,该方法在故障线路端定位装置故障、启动失灵或记录错误时间后仍能可靠定位。理论分析和仿真结果表明,该方法可以在使用较少的行波定位装置的情况下对电网中所有输电线路进行可靠、准确的故障定位,有助于进一步提高行波故障定位的可靠性和经济性。     

A new approach to identifying faulty lines in distribution systems based on traveling wave refraction and coupling

A new method is presented to identify faulty lines in distribution systems equipped with current transformers only in two phases. The transmission characteristics of transient current traveling wave and the electromagnetic coupling relationships among phase wires are analyzed. The wavelet decomposition technique is used to retrieve the transient fault current information. The proposed method is verified by simulation results in which single phase-to-ground faults (SGF) in any phase can be identified in a fast, accurate and reliable way.     

基于ARIMA的矿山电网故障暂态行波波头辨识及故障测距

由于矿山电网含有大量的整流设备及非线性负载,运行时含有稳定的高次谐波分量和高频噪声,同时矿山电网多为短距离线路,故障后产生的暂态信号与原有高次谐波混叠严重,给行波故障测距带来了极大的困难。通过分析矿山电网故障行波的时域特征,提出基于整合移动平均自回归模型(ARIMA)对行波波头到达前的高频周期信号进行预测,并结合波头到达时刻的真实波形得到波形残差,同时对残差进行平稳性校验,通过行波波头到达时刻前后残差平稳性的不同确定准确的波头到达时刻,进而实现行波故障测距。利用低压电缆网络仿真实现矿山电网故障,仿真结果表明:与小波变换与经验模态分解相比,所提方法能够准确辨识行波波头,且不易受故障状况和噪声的影响,能有效提升行波可行性及精度,尤其适用于含有整流设备及非线性负载矿山电网故障测距。