单相接地故障下第2个反向行波识别的新方法

在三相线路上发生单相接地故障时,线模行波极性受保护线路两侧的母线结构和测量点行波大小的影响,基于单端线模行波极性正确识别第2个反向行波是故障点反射波还是对端母线反射波非常困难。针对此问题,提出了不受线路两侧母线结构影响的第2个反向行波识别新原理,若第2个到达测量点的反向行波中零模与线模行波极性相同,则为故障点反射波;若零模与线模行波极性相反,则为从故障点透射过来的对端母线反射波,大量EMTP仿真证明了此原理清晰、可靠,方法有效、正确。     

单相接地故障下第2个反向行波识别的新方法

在三相线路上发生单相接地故障时，线模行波极性受保护线路两侧的母线结构和测量点行波大小的影响，基于单端线模行波极性正确识别第2个反向行波是故障点反射波还是对端母线反射波非常困难。针对此问题，提出了不受线路两侧母线结构影响的第2个反向行波识别新原理，若第2个到达测量点的反向行波中零模与线模行波极性相同，则为故障点反射波；若零模与线模行波极性相反，则为从故障点透射过来的对端母线反射波，大量EMTP仿真证明了此原理清晰、可靠，方法有效、正确。     

广义双回线路反向量行波特性新解

通过理论分析和仿真发现:采用两回线路电流构造得到双回线路反向量电流行波,并非不受双回线路以外的系统接线情况的影响,其故障点反射波和对端母线反射波不仅与故障点过渡电阻有关系,还与两端母线的出线数有关。因此,构建基于行波传播路径的双回线路行波分析体系。在该体系下,首次推导出双回线路等长和不等长情况下反向量故障初始行波、故障点反射波以及对端母线反射波的表达式以及得到反向量故障点反射波、对端母线反射波与故障点过渡电阻以及母线端出线的数学关系,并提出基于广义双回线路反向量行波的概念。大量仿真和实测数据表明:基于行波传播路径分析反向量行波特性的正确性。     

利用故障线路暂态波形的新型故障测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,在此基础上提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路暂态行波的现代行波故障测距原理,并将其划分为2种运行模式,标准模式下的原理是利用在线路测量端感受到的由本端分闸初始行波浪涌形成的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,而扩展模式下是利用在线路测量端感受到的由对端分闸初始行波浪涌透过故障点到达本端时产生的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行波故障测距原理所存在的不足.     

利用故障线路暂态波形的新型故障测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,在此基础上提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路暂态行波的现代行波故障测距原理,并将其划分为2种运行模式,标准模式下的原理是利用在线路测量端感受到的由本端分闸初始行波浪涌形成的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,而扩展模式下是利用在线路测量端感受到的由对端分闸初始行波浪涌透过故障点到达本端时产生的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行泼故障测距原理所存在的不足。     

单双端行波特征综合考虑的辐射状电网组合测距技术

为提高配电网行波测距的可行性及准确性,提出了一种适用于辐射状电网的组合测距技术。该技术综合考虑单端行波测距及双端行波测距的特点及适用性,首先利用双端行波测距易实现的特点判断故障大致距离,然后基于该故障距离及线路自身参数关系来准确识别故障点反射波和对端母线反射波达到测量端的时刻,从而精确测得故障距离。因此它克服了双端测距受GPS同步对时系统的误差对测距结果影响,以及单端行波测距无法准确辨识故障特征波前的困难。搭建了35 kV单端辐射状电网PSCAD仿真模型,针对不同的故障距离、接地电阻、故障类型分别进行数据分析,通过双端测距的结果准确验证了故障点反射波和对端母线反射波时刻,测距误差在100 m之内。研究结果表明,提出的方法通过单双端行波特征综合考虑的测距方法能实现2种方法的相互印证,提高了单端辐射状配电网行波测距精度。     

行波时频复合分析的配电网故障定位研究

单端行波检测要实现单相接地故障精确测距,必须确定故障初始波头与其他反射波头的时间差,而准确识别故障反射波头的问题一直没有很好解决。为此,提出了一种精确识别故障点反射波头的方法。首先,在连续小波变换(continuous wavelet tranformation,CWT)自建母小波的单相接地故障信号频域分析的基础上,较为准确地得到故障点的特征频率,从而初步确定故障的距离;然后根据频域分析方法得到的故障初步位置结合 Daubechies(Db)小波对信号进行时域分析,准确判别故障线路对侧母线反射波头到达时刻,进而利用初始波头与对侧母线反射波头时间差实现故障精确测距。大量仿真实验表明,该方法能精确地辨别反映故障距离的对端母线反射波头,提高了行波频域分析的精度与时域分析的可行性,通过对故障暂态信号的时频域综合分析,较好地实现了单端辐射状配电网单端故障测距。     

基于波前陡度的直流输电线路单端行波测距方法

针对直流输电线路单端行波测距故障点反射波波头识别困难,利用直流线路过电压吸收电容接地端互感器二次侧电流间接获取线路故障行波,基于直流线路故障初始行波波前陡度和故障距离的关系,结合EMD分解IMF1模极大值故障波头标记,提出了故障点反射波头的自动识别方法。对单端故障行波数据进行EMD分解,利用IMF1模极大值标记各波头到达测量端故障的时刻;根据线路故障初始波头波前陡度计算初步故障距离,从已标记的波头中筛选与该距离最接近的模极大值点,确定故障点反射波,实现单端行波自动测距。在PSCAD/EMTDC中建立了±500 kV直流线路仿真模型,结果表明,所提算法能有效识别故障点反射波,在不同故障条件下算法具有较好的适用性。     

一种不受波速影响的单端行波测距方法

分析了架空线路发生故障后行波的传播过程以及行波折、反射原理。针对双端测距的不足提出了一种基于分析单端行波前三个波头的故障测距新方法。首先,在线路两端安装实时通信装置,根据两端的第一个波头的到达时间先后识别故障点离两端母线哪一端更近,然后利用单端行波测距方法记录M端母线接收到的前三个波头到达的绝对时间,确定故障点类型,经过数学变形消去会对测距结果产生误差的主要影响因素行波传播速度 ,求出故障点位置。所提方法避开了单端行波测距中区分第二个波头性质的难题,消除了双端原理测距中线路两侧准确时间同步问题对测距精度的     

一种反应输电线路故障行波的测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,提出了一种故障测距原理,以同母线上任一"有限长"非故障线路作为参考线路,通过比较由故障线路暂态电流行波与该参考线路暂态电流行波形成的反向行波浪涌与其对应的正向行波浪涌的极性,识别来自故障方向的行波浪涌,消除了来自参考线路的暂态行波浪涌的影响。通过以本原理构成的故障测距系统进行实际检验,测距精度明显高于目前故障录波器的测距精度。理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响。     

单端行波故障测距的组合方法研究

单端辐射状电网发生单相接地故障时,单端行波故障测距的关键是正确识别来自故障点的反射波、对端母线的反射波及健全线路的反射波.行波零模波速具有较强的依频特性,而线模波速较稳定.由于零模波速的不稳定性,当取其为固定值时,导致基于线模、零模波速差的单端行波故障测距精确度不够.针对此问题,首先利用神经网络训练学习,估算出零模波速,基于线模、零模波速差得到初步故障距离,以此初步故障距离从线模行波突变波头中找出故障点反射波头及对端母线反射波头,再把线模波速代入相应的测距公式得到精确故障距离.利用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,对不同的故障情况进行仿真,均验证了该方法具有较高的测量精度和可靠性.     

基于透射模量的第2个反向行波性质识别方法

识别第2个反向行波来自故障点还是对端母线是实现单端行波故障测距的关键,对此,提出一种识别第2个反向行波性质的新方法。通过分析4种类型的行波传播路径,得到透射线模行波与非透射线模行波到达测量端的时间顺序,从而辨识出由故障点交叉透射的初始线模行波,再利用初始透射线模行波与第2个线模反向行波之间的极性关系构造了识别第2个反向行波性质的判据。仿真结果表明:所提方法基本不受母线结构、模量衰减和透射模量的影响,具有较好的可靠性。     

小电流接地系统单相接地故障测距的研究——基于改进A型行波法

反向行波首次到达母线引起突变的模极大值极性与正向行波的相反,且在所有反极性模极大值中幅值最大、易于识别。对传统的A型行波法进行了改进,提出了综合利用不同极性的正向行波和反向行波进行故障测距的新方法,该方法有效地解决了传统的A型行波法存在的行波干扰问题。该方法以故障初始行波到达母线引起突变的幅值最大的正极性模极大值对应的时间作为故障测距的计时起点,并自动判断故障点位于故障线路的前半部分还是后半部分从而选择合适的计时终点。当故障点在线路的前半部分时,以故障点反射波到达母线引起突变的正极性模极大值对应的时间作为计时终点。当故障点位于线路的后半部分时,以线路对端反射波到达母线引起突变的负极性模极大值对应的时间作为计时终点。通过Matlab仿真实验验证了该方法的可行性,同时也证明了该方法具有一定的抗过渡电阻能力、不受中性点接地方式的影响。     

对不受波速影响的输电线路单端行波法故障测距的探讨

在不受波速影响的行波法测距研究中,必须注意研究暂态初始行波、故障点反射波、对端母线反射波相互间的极性关系。而波形处理工具也将影响测距结果。该文通过分析故障初始行波、故障点反射波、对端母线反射波的极性关系来区别不同的行波分量,以暂态电流行波为分析对象,并用数学形态学检测故障波形,对不受波速影响的单端测距算法进一步研究。     

经验模态分解奇异性检测的配电网混合线路测距方法

含架空线和电缆的配电网混合线路发生故障时,故障行波信号传播复杂,波头识别困难。提出一种分形维数与经验模态分解（EMD）奇异性检测结合的配电网混合线路单端行波测距方法。对故障产生的行波信号进行分形滤波后,利用经验模态分解方法提取出高频信号的固有模态函数（IMF）,进行奇异性检测实现行波波头的准确标定,最后利用A型行波测距原理实现配电网混合线路的故障测距。PSCAD仿真结果表明,该方法具有较高的准确性和可靠性,能够有效识别出混合线路中故障点反射波和对端母线反射波,实现故障测距。     

对不受波速影响的输电线路单端行波法故障测距的探讨

在不受波速影响的行波法测距研究中,必须注意研究暂态初始行波、故障点反射波、对端母线反射波相互间的极性关系.而波形处理工具也将影响测距结果.该文通过分析故障初始行波、故障点反射波、对端母线反射波的极性关系来区别不同的行波分量,以暂态电流行波为分析对象,并用数学形态学检测故障波形,对不受波速影响的单端测距算法进一步研究.     

LCC-VSC混合直流输电线路的组合型单端故障定位方法

电网换相换流器—电压源换流器(LCC-VSC)混合直流输电线路中的故障行波传播特性有别于常规直流和柔性直流的输电线路。文中针对混合直流输电线路分析了行波折反射过程及两端边界反射角的频变特性,确定了单端法故障定位装置的合理安装侧,提出了一种组合型单端故障定位新原理。首先,利用定位精度略低的固有频率法进行故障位置初测,以此粗略计算故障点第1次反射波的大致到达时刻。然后,再利用故障点反射波与对端母线反射波的波到达时刻的对称性质在行波传播时序图中匹配找到这2种反射波的精准波到达时刻。最后,根据初始行波、故障点第1次反射波和对端母线第1次反射波到达时刻实现故障定位。仿真实验表明,固有频率法的引入有效避免了由于无法准确区分故障点第1次反射波与对端母线第1次反射波所带来的定位误差,所提方法在LCC-VSC混合直流输电系统中能实现较准确的故障定位。     

行波距离保护中识别第2个反射波性质的新方法

行波距离保护中存在对端母线反射波影响测距准确性的问题,为此提出一种新的可以统一识别各种接地故障下第2个反射波性质的方法,并给出实现方案。首先通过相模变换,提取初始行波和第2个反射波的0模分量极性以及3个分别以A、B、C相为基准的1模分量极性。然后将初始行波0模分量和3个1模分量的极性关系与第2个反射波0模分量和3个1模分量极性关系进行比较,如果至少有2组关系相同,则为故障点的反射波;如果最多只有1组关系相同,则为对端母线的反射波。大量仿真表明,该方案能正确识别各种接地故障第2个反射波的性质,且不受两端母线结构的影响。     

基于沿线行波突变的双回线路单端测距

单端行波测距的关键是故障点反射波(对端母线反射波)的辨识,而传统的行波测距仅利用了故障行波到达量测端的一维时刻信息,对于富含干扰的实测故障行波数据,故障行波不易检测辨识。基于此,将双回线路的反向量电流行波波到时刻的一维的信息映射到沿线长维度上正向行波与反向行波形成的突变,根据行波突变点与故障位置的关系以及所满足的时间约束和长度约束,辨识出反映故障位置和反映对偶位置的突变点,进而得到故障距离。大量的实测数据表明:该测距算法受量测端健全线路末端反射波影响的范围小于传统单端行波测距,且由故障信号本身构造"检测函数"可以适应不同的故障条件,更易辨识出故障行波,实现双回线路单端自动化行波测距。     

基于对称注入法反射波特征提取的配电网故障测距算法

针对架空线配电网单相接地故障测距问题,分析了故障点反射波信号和线路行波传输特性,提出了一种向故障线路三相对称注入高压脉冲获取故障特征波的方法。采用母线端首次检测到故障点零模反射波的时间和波前特征参数,作为BP神经网络的输入变量,建立故障测距模型。在提取零模反射波到达时间和波前特征参数时,对行波数据进行小数定标规范化和极值归一化处理,以消除故障距离以外因素对神经网络输入变量的影响。最后采用PSCAD仿真和Matlab编程运行,结果表明该方法不受故障分支、接地电阻影响,可有效测定故障距离。