基于自相关分析的双端行波杆塔故障定位方法

为克服常规行波测距法的缺点,提出了一种基于自相关分析的输电线路双端行波杆塔定位新方法。先将两端的暂态电流信号用小波分解为不同的频带,再对高频频带进行重构。同一频带内,线路的衰减常数和行波波速可近似为定值。根据初始行波与故障点反射波的相关性,用自相关分析法分别得到两端的初始行波和故障点反射波到达母线侧的时间差,然后用一侧时间差与两侧时间差之和的比值计算故障距离与线路全长之比,最后用杆塔地面距离代替实际线路长度的方法确定故障点位置。该方法无须两端精确对时和已知行波波速,大量仿真结果表明,该方法有效可靠,可准确识别故障点位置。     

基于零模行波波速量化的高压输电线路双端故障定位方法

结合行波零模分量传播的依频特性和衰减特性,提出基于零模行波波速量化的高压输电线路双端故障定位方法。利用最小二乘法拟合零模行波波速与故障零模行波到达首末端的传输时间差之间的关系。基于故障发生后实际测量行波信号的传输时间差,获取对应首末端的零模行波实际波速代入改进的双端行波测距方程实现故障定位。在PSCAD/EMTDC中搭建500 kV高压输电线路依频特性模型对所提方法进行仿真验证,结果表明该方法基本不受故障位置和故障电阻的影响,具有较高的故障定位精度。     

无需波速和线路长度整定的故障行波定位方法

现有输电线路行波故障测距方法由于受行波波速的不确定以及输电线路弧垂的影响,容易出现较大的测距误差。为此,提出了一种无需波速和线路长度整定的线路故障行波定位方法。在线路两端安装行波信号检测装置,记录行波波头到达时间,利用故障距离与故障行波到达检测点的时间差线性关系来确定故障测距结果。理论上该方法有效克服了波速和线路长度的变化对测距结果的影响,比传统的方法具有更高的测距精度,ATP仿真分析和实际应用效果也证明了其正确性。     

带T接分支的电缆-架空线混合线路双端行波故障定位

针对带有 T接分支的电缆-架空线混合线路,提出基于区间分割的双端行波故障定位方法.首先分别计算行波由线路首端测量点、沿线各分支点、电缆-架空线连接点及线路首端测量点传播至线路两端测量点的时间差值,并作为整定值序列.当线路发生故障时,将实际测得的故障初始行波浪涌传播至线路两端的时间差值与整定值序列比较即可确定故障区段.若故障点位于主干线,还可进一步计算出故障点到线路两端测量点的距离.仿真结果表明了混合线路双端行波故障定位方法的可行性。     

基于动态虚拟故障的行波网络定位新方法

针对行波网络定位方法解网过程繁琐、定位精度易受行波波速影响等问题,提出一种基于动态虚拟故障的行波网络定位新方法。输电线路故障后,在电网中随机假设一虚拟故障点,根据故障初始行波按最短路径传播的特性,计算虚拟故障点产生的故障初始行波到达所有测量点的时间,联立计算全网所有测量点虚拟故障初始行波到达时间与真实故障初始行波到达时间的差异度,利用差异度衡量该虚拟故障点位置的准确性;采用粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)不断修正虚拟故障点位置和行波计算波速,降低虚拟故障初始行波到达时间与实测时间的差异度,使虚拟故障点逐步逼近真实故障点,直至重合,此时虚拟故障位置即真实故障位置。仿真结果表明,该方法无需分析网络结构与解网操作,在一定程度上能够消除行波波速的影响,实现故障精确定位。     

基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法

为解决配电网接地故障的定位难题,在分析配电网接地故障行波零模与线模分量传输特性的基础上,提出了一种配电网接地故障定位新方法。该方法采用合适的小波变换标定零线模行波波头,并根据配电网故障行波历史数据拟合零线模时间差与故障距离、零线模时间差与零模波速的对应关系曲线,然后据此关系曲线提出了基于零线模传输时差的故障区段判别方法,最后研究了基于双端行波零模分量的配电网故障精确定位新方法,可在线路接地故障情况下准确判别故障区段并精确计算故障点位置。该方法具有较高的定位准确度,可有效解决配电网接地故障定位难题,仿真分析验证了该方法的有效性和准确性,有望在配电网中得到实际应用。     

考虑预设偏移值的多分支配电网故障定位方法

为减少线路参数不确定性对配电网线路故障定位结果的影响,提出一种考虑预设偏移值的多分支配电网故障定位方法。通过分析配电网线路中故障行波的传输特性,考虑预设故障点与真实故障点位置关系,定义线路端点的预设偏移值,建立了以预设故障点与行波波速为变量,总预设偏移值最小为目标的优化模型。利用灰狼优化算法下最小预设偏移值的求解原理,提出了预设故障位置与行波波速的选择方法,减少行波波速不确定性对配电网故障定位的影响,实现精确的故障定位。仿真结果表明,所提方法能够有效辨识故障支路和精确定位故障点,定位结果不易受线路参数不确定性的影响,有效提高了配电网故障定位的精度。     

利用暂态行波的架空线—海底电缆混合线路故障定位方法

分析架空线—海底电缆混合线路发生故障后行波的传播特点,并在此基础上提出一种利用暂态行波的架空线—海底电缆混合线路故障定位方法,以架空线与海底电缆连接点处发生故障后暂态行波传播到混合线路两端母线的时间差值为整定值序列,当架空线—海底电缆混合线路发生故障后,通过所测得的故障暂态行波传播到混合线路两端母线的时间差值与整定值序列进行比较确定故障区段,再通过相应测距公式进行测距计算。PSCAD仿真结果表明,本方法可以准确可靠地测出故障点。     

不受行波波速影响的输电线路故障定位新方法

为了克服行波波速对高压输电线路故障行波定位的影响,提出了一种不受行波波速影响的故障定位新方法.该方法对行波信号进行希尔伯特-黄变换(HHT),得到时频图,通过时频图中的时间和瞬时频率的信息,有效地识别初始行波波头和2种反射行波波头到达故障线路两端检测点的精确时间,计算出故障点位置,该方法不受行波波速影响.大量的ATP/EMTP仿真表明,该方法具有很高的精度,在各种故障情况下都能精确实现故障定位.     

10 kV配电网含分支混合线路故障行波定位研究

考虑配电网实际结构,建立配电网常见的架空线—电缆混合线路模型,设置分支点和分支线路,模拟分界开关和环网柜及其出线情况,提出分支域的概念。基于此提出一套故障定位方法,首先比较分支域外和域内故障时各分支线路末端与支路分支点初始行波到达时差的不同,以确定故障是否发生于分支线路;其次将实际故障时混合主干线路初始行波到达始末端的时差值与分支点和线缆连接点故障时相比较,并结合分支线路故障判据以确定主干线路的故障区段;最后提出简单的单双端行波组合测距方法,确定具体故障位置。PSCAD仿真结果证明,该套定位方法能较为准确地选出故障线段,并确定故障位置。     

基于.NET平台的电网故障行波定位软件开发

开发了一种基于.NET平台的故障行波定位网络软件。该软件采用浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)模式的系统架构,与安装在各变电站的故障行波定位装置配套使用,通过通用无线分组业务(general packet radio service,GPRS)网络接收定位装置发送的故障行波波头信息,依据波头到达各变电站的时间差计算故障点位置。现场应用表明该软件运行稳定,为电网故障信息的发布、共享提供了方便。     

行波法在10kV铁路自闭/贯通线故障测距中的应用

作者介绍了输电线路行波法测距的原理,概述了铁路自闭/贯通线路的特点及其故障测距的研究现状,研究并分析了行波法在自闭/贯通线测距中应用的特殊性,即自闭/贯通线的线路结构、供电方式及负荷的影响,提出了将零模和线模分量相结合,用零模分量对故障点反射波和对端母线反射波进行识别,用线模分量进行测距的方法.并用PSCAD/EMTDC对其进行了建模及仿真分析.仿真结果表明,所提出的方法是可行的.     

基于差值矩阵的多端输电线路故障定位研究

针对现有多端输电线路故障行波检测困难、定位精度不高、判定算法复杂等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)算法和Hilbert变换相结合的行波检测法和一种基于差值矩阵的多端输电线路故障行波定位算法。首先通过行波传感器采集故障行波信号,利用VMD分解算法对故障行波进行分解,结合Hilbert变换提取模态分量IMF1的瞬时频率,根据第一个瞬时频率的奇异点位置确定故障行波的达到时刻。然后利用行波到达各端的时间和行波传输原理,得到多端输电线路故障分支判定矩阵。最后根据故障分支判定矩阵确定故障支路,实现故障点的精确定位。ATP/EMTP仿真结果表明,所提检测方法能够准确检测故障初始行波的到达时间,多端输电线路定位算法能够准确判定故障支路,相比于HHT检测方法下的定位算法,进一步提高了定位精度。     

基于三点电流测量的输电线路行波故障定位新方法

鉴于输电线路在线监测取得了长足的进步,针对目前行波定位法中波头检测算法存在缺陷和波速测定精度差的不足,本文提出了基于导线电流三测量点局域均值分解(LMD)的行波故障定位新方法。该方法首先对测量点电流线模分量进行局域均值分解,然后根据分解得到的第一个PF分量瞬时频率曲线的首个频率突变点来确定行波波头第一次到达测量点的时刻。其次,根据相位差动保护原理判断出故障点所在线路段,并利用无故障段线路的长度和故障行波到达其两端测点的时间差之比计算出故障行波波速。最后,通过双端行波法的定位原理计算出故障距离。仿真结果表明,本文定位方法同基于小波变换或希尔伯特-黄变换的定位方法相比具有较高的定位精度。     

混合线路故障测距算法及其重合闸策略分析

研究了电缆一架空线混合输配电线路的结构和特点,分析了混合输配电线路故障行波特性.在此基础上,针对混合输配电线路波速不连续的问题,提出了一种基于时间差比较分段故障定位的双端行波测距算法.理论分析和ATP/MATLAB仿真表明,该方法能够准确确定电缆一架空线混合输配电线路故障位置,并适用于更为复杂的多段混合输配电线路.依据精确测距结果,可确定保护跳闸后重合闸动作策略,提高供电可靠性.     

一种基于区段判别的混合线路组合行波定位方法

为了提高传统组合行波测距方法的测距精度,分析了混合输电线路故障后故障行波的传播过程以及发生折射、反射的情况,并提出一种基于区段判别的混合线路组合行波定位方法。首先利用故障初始行波到达线路两侧的时间差来判定故障区段,由单端法给出准确的测距结果,然后通过线路两端采集到的时间由单端原理给出准确的测距结果,消除了双端法受线路给定长度误差以及同步时钟误差问题的影响,不需要对第二次到达母线侧的故障行波进行假设计算,简化了传统的组合行波测距方法,提高了传统组合行波测距法的测距精度。PSCAD仿真表明,所提出的高压混合输电线路组合行波测距方法是可行的,与传统组合行波测距方法相比,测距精度明显提高。     

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。     

混接线路继电保护行波测距一体化装置研究

架空线和电缆组成的混接线路的线路参数不均匀,导致传统的故障测距方法和重合闸策略难以适用,基于此,研制出一种适用于混接线路的线路保护行波测距一体化装置,该装置可进行实时双端行波测距,并可根据测距结果进行自适应重合闸。提出故障区段判别依据、故障测距算法和自适应重合闸策略,并给出某实际3段混接线路的仿真波形回放测试结果。试验表明,一体化装置可正确识别故障所在区段,测距误差小于500 m,可以满足混接线路故障测距和自适应重合闸的需求。现场记录的混接线路故障波形验证了混接线路行波波形的复杂性和所提方法的正确性。     

一种采用时间判别法的混合线路故障行波定位方法

为解决三段式混合线路故障测距问题,在分析混合线路行波传播特性的基础上,提出一种采用时间判别法的混合线路故障行波测距方法。首先,假定故障发生路段,利用故障暂态行波到达双端母线测量端的时间差值来推算出故障暂态行波在该路段内传播到线路两侧的时间差值。然后,通过该时间差值与故障发生在该线路首端和末端的时间差值进行比较,选出满足条件的时间差值并结合双端原理给出测距结果。PSCAD仿真结果表明,采用时间判别法的混合线路故障行波测距方法可以准确、可靠地给出测距结果。     

输电线路功率型行波纵联保护新方法

为提高纵联保护的灵敏性与可靠性,提出一种行波功率型的纵联保护新算法。该算法利用彼得逊等值模型,分析线路区内、区外故障时的初始行波分布特征,给出了初始行波无功功率定义。基于S变换提取单频率的初始电压、电流行波,计算出初始行波无功功率,根据线路两端的初始行波无功功率幅值之比构成保护判据。当被保护线路区外故障时,线路近故障点端几乎测量不到初始行波无功功率,而远故障点端测量到的初始行波无功功率数值较大;被保护线路内部故障时,线路两端均存在较大的初始行波无功功率。根据线路两端测量的初始行波无功功率相对大小关系,能够明显地区分出线路内外部故障。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护性能可靠性高、动作速度快、动作门槛值整定简单、计算量小;在小故障初始角下仍能准确识别区内外故障,且不受故障类型、故障位置、过渡电阻和母线结构等因素影响。