基于S变换的行波法高压输电线路故障定位

利用S变换可以独立地分析信号各个频率分量上的幅值变化,观察暂态行波频率的幅频特性可以判断信号突变的时刻,进而可以实现输电线路的故障定位。用GPS同步采集输电线路双端故障前后一段时间的电压数据,对其进行S变换得到幅值-时间曲线,确定突变点即行波波头到达时刻。仿真结果表明,该方法能准确捕捉行波波头的到达时刻,具有较高的定位精度。     

输电线路双端行波故障定位新算法

双端行波故障定位原理简单,但受行波波速的不确定、输电线路长度差异以及行波波头到达时间记录不准确等因素的影响,容易出现较大的定位误差.在常规双端行波故障定位原理的基础上,提出了一种新型输电线路双端行波故障定位算法,通过记录故障初始行波到达线路两端的时刻、参考端记录的故障点反射行波和对端母线反射行波到达时刻,解方程组得到不受波速和线路弧垂影响的故障定位结果.实际应用结果表明,该算法具有较高的定位精度.     

形态学与HHT检测相结合的行波波头准确标定方法

由于长输电线路高阻故障和线路色散等因素使得故障行波波头高频成分衰减较大,提出并实现了一种将形态学与 Hilbert-Huang 变换(HHT)相结合的行波检测及其波头到达时刻准确标定方法.行波暂态信号经形态学滤波之后,再对其做经验模态分解(EMD)提取其高频部分IMF1和IMF2分量,藉此实现对行波波头到达时刻的精确标定.若由于线路雷电冲击电晕和线路参数频变等因素引起行波波头较大衰减,使得故障行波反射波头在IMF1表现不明显时,则可采用IMF2分量对其反射波头到达时刻进行准确标定.该方法对行波波头的时间标定可以精确到采样点.电磁暂态仿真数据和实际工程数据验证表明,该方法正确、有效,并已应用于故障行波分析与测距装置.     

基于Hilbert-Huang变换的电网故障行波定位方法

正确辨识和检测故障行波信号是实现电网故障行波定位的关键.提出了一种新的故障行波信号时频分析方法,采用Hilbert-Huang变换(HHT)对故障行波信号进行检测,通过经验模态分解(EMD)法提取故障行波信号的固有模态函数(IMF),再进行Hillaert变换,得到各自的瞬时频率,由瞬时频率进行行波到达时刻的准确检测.HHT与小波变换比较,不存在变换参数的选取难题,变换结果具有唯一性.仿真结果表明HHT能更准确地提取电网故障行波波头位置,有效提高故障行波定位精度.     

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。     

基于整个输电网GPS行波故障定位系统的研究

输电线路行波故障定位具有很高的精度,但需要高速Ａ／Ｄ采集,大量数据存储,复杂的行波波头辨识,且对发展性故障,近距离故障的测量处理比较困难。提出采用专用行波波头检测传感器,高精度的ＧＰＳ时钟及存储行波波头时刻的高效存取方法,设计了行波波头记录仪,在每个变电站只需安装一台记录仪,与调度通信,构成输电网ＧＰＳ行波测量网络,直接测量故障行波波头到达各个变电站的准确时刻,由调度进行故障定位。     

微弱行波下多分支配电网故障定位

为了解决多分支配电网在故障行波微弱时行波波头标定困难和传统行波定位法无法适应多分支复杂结构的问题，提出一种基于多分辨率奇异值分解(MRSVD)-变分模态分解(VMD)的行波波头检测方法和一种基于行波到达时刻的多分支配网故障定位方法。利用MRSVD对微弱行波进行降噪处理，以奇异值差值决定分解尺度，然后对降噪后的信号进行VMD分解，并重构中高频段的模态分量，最后用对称差分能量算子(SDEO)标定重构信号的行波波头，获取行波到达时间；利用行波到达时刻构造故障发生时间矩阵，搜索故障所在分支区段，然后构造故障定位时间矩阵，根据线路长度与时间的比值关系，实现精准测距。仿真结果表明，所提方法能有效标定微弱行波波头，实现多分支配网的故障区段定位和精准测距。     

双极HVDC输电线路行波故障定位

为准确定位双极HVDC输电线路故障,介绍了基于小波模极大值理论的双端D型行波故障测距方法及该方法在双极HVDC输电系统中的应用并用PSCAD和MATLAB软件仿真分析双极HVDC系统,得到故障点初始行波波头分别到达整流侧母线和逆变侧母线的时刻,从而算出故障点到达两侧母线的距离,完成故障定位。该结果表明,小波变换的模极大值能够刻画出故障行波信号的奇异点和奇异性,用小波变换提取高频暂态信号可准确找出故障极线路,识别出故障极初始电流行波的波头,实现双极HVDC输电线路高度精确的故障定位。     

特高压直流输电线路改进双端行波故障定位方法研究

实现特高压直流输电系统线路故障的准确定位对于提高故障处理效率、确保直流输电系统运行可靠性等均具有重要现实意义。设计了基于改进D型双端行波法的直流输电线路故障定位策略。首先采用导数法对故障发生的时刻范围进行准确判断,进而通过小波模极大值分析确定行波到达线路双端的准确时刻。利用故障行波波头到达测量端的第一次和第二次时刻,设计了改进D型双端行波测距方法,消除了行波波速对故障测距的影响。仿真算例结果表明故障测距结果误差较小,说明改进D型双端行波法具有较高的故障测距精度,同时对不同类型故障和不同过渡电阻具有良好的适应性,也能应用于近区故障定位。     

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.     

配电网单相接地故障行波滤波方法研究

配电网单相接地行波故障定位需要准确标定故障初始行波到达测量点的时刻,希尔伯特-黄变换(HHT)具有定时精度高,处理非平稳信号能力强的特点,逐渐应用于配电网故障定位。但其所采用的经验模态分解方法受信号噪声影响较大,可能出现标定时间不准的问题。提出一种基于极值点识别和线性插值的滤波算法,有效解决了HHT标定受扰行波波头到达时间不准的问题。PSCAD仿真结果验证了算法的有效性。     

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。     

基于VMD-Hilbert变换的故障行波定位研究

针对现有行波检测方法中小波变换和希尔伯特黄变换的不足,提出一种基于VMD-Hilbert变换的故障行波检测方法。通过对行波传感器采集到的故障行波信号进行VMD分解,利用Hilbert变换提取模态分量的特征量来标定初始波头的到达时间。针对行波定位精度受波速不确定性影响的问题,基于故障初始行波零模分量和线模分量波头的到达时刻,提出一种与波速无关的双端定位算法。ATP/EMTP仿真结果表明,VMD-Hilbert行波检测方法能有效标定行波波头时间,定位算法无需知道故障发生时刻和故障反射行波波头的到达时刻,进一步提高了故障定位的精度。     

高速数据实时采集系统的设计

100M的超高速数据采集系统主要应用于电力系统行波故障定位,要对故障发生线路出现的电流行波和电压行波的采样值进行综合分析,确定故障行波波头(上升时间为0.7～8.3μs,对应的频率为30～350kHz)到达线路上测量点的准确时刻,从而实现精确的故障定位。     

基于小波模极大值理论的HVDC输电线路行波故障定位方法的研究

根据行波定位的特点,介绍了一种基于小波模极大值理论的双端行波故障定位的方法,以及这种方法在HVDC输电线路行波故障定位中的应用和实现方案。用PSCAD(Power Systems Computer Aided Design)和Matlab软件进行了单极HVDC系统仿真分析,得到了发生故障后初始电流行波波头到达两侧的精确时间,进而得出了故障点到达逆变侧母线的距离。结果表明,用小波变换的方法可准确识别电流行波波头,实现HVDC输电线路高度精确的故障定位。     

输电线路故障行波网络定位新方法

提出了一种输电线路故障行波网络定位新方法,采用邻近点优化策略算法求取故障行波最短传输路径,利用最短路径长度与传输时间呈正比例的关系,在直角坐标平面上对电网中各变电站记录的行波波头到达时间及传输距离进行直线拟合,通过线性回归分析实现各变电站行波到达时间的信息融合处理,从而直接得到故障点的准确位置。仿真分析结果表明,该方法能有效减少故障行波信号到达各变电站准确时间的记录误差,并提高故障定位的可靠性和精度。     

输电线路暂态信号检测方法比较分析

输电线路发生故障产生的暂态行波是一个突变的、具有奇异性的信号,正确检测出信号的突变点即暂态行波波头是利用行波进行保护和测距的核心。对电网中断路器操作、电容投切、一次电弧、单相短路、雷击等产生的暂态信号进行了仿真,并分别利用小波变换模极大值、小波变换Lipischitz α、小波变换能量谱检测行波波头进行比较分析。EMTP仿真分析表明,三种方法均有提取行波特征,且采用小波能量谱检测输电线路暂态行波波头到达的时刻最精确,故障定位精度最高。     

基于小波模极大值理论的HVDC输电线路行波故障定位方法的研究

根据行波定位的特点,介绍了一种基于小波模极大值理论的双端行波故障定位的方法,以及这种方法在HVDC输电线路行波故障定位中的应用和实现方案.用PSCAD(Power Systems Computer Aided Design)和Matlab软件进行了单极HVDC系统仿真分析,得到了发生故障后初始电流行波波头到达两侧的精确时间,进而得出了故障点到达逆变侧母线的距离.结果表明,用小波变换的方法可准确识别电流行波波头,实现HVDC输电线路高度精确的故障定位.     

基于Hilbert-Huang变换的电缆线路单相接地故障定位研究

配电线路发生单相接地故障后,快速、准确地定位出故障点具有十分重要的意义。提出了一种新的故障行波信号时频分析方法,对故障发生后的线模分量和零模分量行波信号进行Hilbert-Huang变换(HHT),得到信号的瞬时频率,由瞬时频率检测出行波波头的到达时刻,通过线模和零模波头之间的时间差计算出故障位置。通过ATP/EMTP对该算法进行仿真,结果证实了算法的有效性。     

基于希尔伯特-黄变换的超高压输电线路行波差动保护

针对行波差动保护方法受行波信号数学分析工具影响未能有效实现的问题,提出了一种利用线路两端行波瞬时频率差别来构造行波差动保护的方法。该方法利用希尔伯特-黄变换(HHT变换)提取初始电流行波波头瞬时频率,并分析了阻波器对输电线路故障初始行波波头的影响,当线路内外部分别故障时,由于行波波头信号经过的阻波器数目不同,导致线路两端电流行波波头的瞬时频率存在差别,以此来区分线路内外部故障,构造行波差动保护。仿真结果表明,该方法能可靠判断线路的内外部故障,是一种简单有效的行波差动保护方法。