基于雷电记录与行波数据的雷击故障测距结果优化方法

针对输电线路故障概率最高的雷击故障存在实测数据故障点反射波难以标定等困难,提出基于行波测距数据和雷电定位系统记录等多平台来源信息的雷击故障测距结果优化方法。以实测数据中疑似故障点反射波对应的疑似故障点作为基准,根据最近邻地闪记录与疑似故障点之间的空间距离和时差排除雷电定位系统中非故障雷击地闪记录和实测行波数据中非有效行波的干扰,初步确定故障点位置。在此基础上,根据最近邻地闪记录在空间位置上的趋向性,以线路走廊走势作为基准,计算最近邻地闪记录与线路走廊各基杆塔之间的空间趋势接近度,以接近度作为修正系数对行波测距结果进行优化。最后,以故障实测数据进行验证表明该方法可行、有效。     

±800kV直流输电线路雷击点与闪络点不一致时的行波测距

分析了特高压直流输电线路雷击点与闪络点不一致时电压行波的传播特点.在雷击侧,由雷电流注入所引起的电压行波先剑达保护安装处,而由故障引起的电压行波后到达,所检测到的电压行波起始阶段呈现出雷击未故障特征;在闪络侧,由故障引起的电压行波先到达,而由雷电流注入所引起的电压行波后到达,所检测到的电压行波起始阶段呈现故障的特征.因此,利用线路两端检测到的电压行波线模首波头幅值进行比较来识别雷击侧和闪络侧,再应用双端行波测距方法对雷击点进行定位,继而根据雷击侧电压行波首波头和故障点反射波头的时间差进一步确定闪络点的位置.仿真结果表明该方法有效.     

雷击造成的线路短路点识别和定位方法

雷击造成线路故障后,故障点的及时识别和定位有利于电力系统稳定运行。对故障性雷击进行仿真,根据故障行波的特点提出判断故障点与雷击点位置异同的方法。并提出利用相关分析法处理故障行波,根据相关法的定义得到相关峰含义,推导得出测距公式,利用测距公式,对仿真模型进行故障测距。测距结果验证表明,该方法对近距离复杂波头的识别准确有效,可有效进行故障性雷击的故障测距。     

雷电波对电力系统行波故障测距法的影响分析

行波法由于其稳定和准确性,广泛应用于电力系统。雷电波是影响行波故障测距的重要因素之一,通过对雷电波故障进行仿真,比较了非故障性雷击和故障性雷击的特点。仿真实验结果表明,合理利用双端测距原理对雷击故障进行测距具有较高精度。     

输电线路雷击故障情况下的短路点定位方法

输电线路雷击故障情况下,由于雷电流幅值差异较大,有可能导致雷击点与短路点位置不同,这就影响了行波测距的精度。此时,雷电波在短路点发生反射,而利用雷电波和短路点反射波到达的时间差可以计算雷击点与短路点的间距。基于上述分析,提出在已知雷击点时,通过计算雷击点与短路点的相对位置,从而实现对短路点定位的新方法。同时也分析了可能影响该短路点定位的相关因素。EMTDC仿真及实例验证证明了所述短路点定位方法的正确性。     

输电线路雷击组合测距新算法

针对现有输电线路雷击定位方法存在的诸多缺点,提出一种新的测距算法。该算法综合考虑雷电定位系统(LLS)和单端行波测距法的特点及适用性。首先利用现有LLS判断出雷击的大致距离,然后利用该距离及线路参数来准确识别故障点反射波和对端母线反射波到达测量端的时刻,进而利用单端行波测距法精确测得雷击距离。该算法克服了地理环境、探测站距离等因素对LLS定位精度的影响,以及单端行波测距因无法准确辨识故障特征波前而导致测距精度无法保证的不足。在雷击故障时,测距公式充分利用测量数据,消除了波速不确定的影响,并在一定程度上消除了弧垂和线路长度变化对其带来的影响。EMTP仿真结果验证了该算法的正确性,并且测距精度得到很大的提高。     

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。     

基于小波变换和行波理论的输电线路雷击定位

为解决现有雷电定位系统所测电磁波因波形传播延时和地形传播延时影响雷电定位准确度的问题,根据输电线遭受雷击时向两端变电站母线运动的行波和行波测距理论,提出了一种改进的双端行波输电线雷击点定位法。首先利用小波变换提取在线路两端母线处采集到的雷击入射行波、母线反射行波或雷击点反射行波信号的波头特征点,进而准确确定行波的到达时刻,然后建立一个只包含距离和时间的函数解出雷击点的位置而不受波速影响。该方法不需事先确定行波波速,与传统行波定位法相比,消除了波速的不确定性带来的定位误差。大量PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该法的雷击点定位误差<300m。     

基于FDTD-EMTR和地闪记录的闪络故障测距优化方法

针对配电线路中闪络故障存在实测数据故障行波难以标定,雷击位置与实际巡线结果误差较大的情况,提出基于FDTD-EMTR和地闪记录数据相结合的闪络故障测距结果优化方法。通过电磁时间反转法将故障暂态量重新注入回系统,并根据FDTD算法计算得到所有假设故障点的故障电流矩阵,以求解最大能量点对应的位置为参考故障点;计算线路走廊趋势与地闪记录的偏离程度,设置最大接近度参数为修正系数,对电磁时间反转测距结果优化修正。通过真实数据验证了该方法的可行性。     

基于非接触式雷电流测量装置的新型线路分布式雷击故障定位方法

输电线路延绵数千里,传统人工巡线方式查找雷击故障点费时费力。因此基于非接触式雷电流测量装置,结合行波测距和小波包理论,提出了一种新型分布式雷击故障定位方法。根据三相电流行波极性差异,提出了绕击、雷击避雷线和杆塔的雷击类型识别方法;针对绕击情况,进行了雷击是否闪络的判断、雷击区间范围和闪络侧的确定,推导了不同监测区间段内线路雷击点和闪络点定位公式;利用小波包变换提取行波波前到达时间进行定位计算。经EMTP-ATP软件仿真验证,该方法能准确地进行输电线路雷击故障定位,雷击点和闪络点定位误差均0.4%,具有重要的应用价值。     

架空输电线路跳闸故障智能诊断

输电线路故障诊断是保证供电可靠性的关键技术,但国内还没有直接的监测技术能实现输电线路故障原因辨识。为此,介绍了架空输电线路跳闸故障智能诊断系统及其在广东电网中的应用。诊断系统的功能主要包括输电线路故障性质识别及故障精确定位,其中故障性质识别包括雷击和非雷击故障识别,雷击故障识别包括绕击和反击识别;故障精确定位是基于分布式行波监测技术的定位方法,该方法利用在线测量行波电流传播的等效波速来减小弧垂、波前畸变等因素引起的误差。在理论研究的基础上,开发了输电线路故障智能诊断系统,在广东电网17回输电线路挂网运行,通过与变电站故障录波装置、电网雷电定位系统的诊断功能对比,分析了该系统在故障原因识别和定位方面的优越性。实际运行结果表明,输电故障智能诊断系统在故障区间定位、精确定位、指导故障点查找、故障定性和防雷分析方面发挥了重要作用。     

基于时域波形特征的输电线雷击识别

雷击输电线路产生大量暂态分量影响行波测距装置精度,实现雷击干扰与故障的识别对提高行波测量装置准确性、减少检修工作量具有重要意义。为全局应用故障信息避免时频变换产生信号干扰,本文引用近似熵算法对雷击扰动与短路故障暂态电流附加线模分量进行时域分析发现,在不同故障相角与噪声干扰下,两者熵值差异仍接近一个数量级,但该方法不能识别非故障性雷击与雷击故障,故运用信号处理常用积分算法对雷击扰动行波做进一步处理发现,时间轴上下侧积分值的标准方差差异明显,综合两法实现非故障性雷击、雷击故障与短路故障电流暂态行波的区分。大量PSCAD仿真实验证明本方法不受故障位置、故障条件与噪声干扰的影响,具有很强的适用性。     

基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。     

基于自适应卡尔曼滤波残差分析的雷击故障定位

雷击是引起电力传输和配电系统中瞬态、故障和停电的重要原因。为提高在含噪环境下雷击故障点检测的准确性与可靠性,提出了一种基于最大似然(KF-ML)卡尔曼滤波残差分析的雷击故障定位方法。首先通过比较短路故障电流与雷击故障电流之间的瞬态特性差异来区分出短路故障和雷击故障。当行波波头到达时,估计的滤波残差呈现出尖锐的奇异性。通过比较初始行波到达两端的时间,确定雷击侧和故障侧,进一步根据双端测距法可以计算出雷击点距离。同时通过初始雷击行波到达故障侧的时间和来自故障点的反射波时间来获得故障点距离。通过模拟雷电流的仿真分析表明了该方法能有效检测到行波波头,并将其应用在不同条件下的雷击定位和故障定位测试中,且灵敏度高。     

基于改进果蝇优化算法的雷电定位研究

定位精度是评价雷电定位系统的重要指标之一,而定位算法直接关系到探测结果的精度。针对椭球面定位传统迭代算法易于发散等缺点,引入改进果蝇优化算法(MFOA)到雷电定位计算。文中给出了果蝇优化算法(FOA)的改进方法并利用MFOA进行雷电定位——通过不断缩小雷击点与探测点之间的距离误差,最终获得雷击点坐标。文章对MFOA进行仿真验证,并利用其进行雷击定位计算。结果表明:MFOA克服了传统定位算法易于发散及FOA易陷入局部极值等问题,收敛速度更快;通过MFOA求出的雷击点与实际雷击点相距362.4 m,满足雷电定位误差,验证了该方法的有效性,为雷电定位计算提供了一种新算法。     

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。