基于矢量偏离度的风电场集电线路故障定位方法

为解决风电场集电线路因短路故障造成的弃风窝电问题,提出了基于矢量偏离度的风电场集电线路故障区间定位方法。该方法根据各终端测量装置的电气量信息,采用综合矢量误差和三相总不平衡度构建了风电场短路故障时的理论计算值与真实测量值的矢量偏离度目标函数。根据偏离度计算结果,判断真实故障时的故障信息与假想故障区间信息的差异程度,最小差异对应的假想故障区间即为真实的故障区间。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法在不同故障位置、故障区间、过渡电阻情况下的可行性,能够满足风电场对其集电线路故障定位精度的要求。     

基于小波变换的超高速行波保护和故障定位算法

提出了利用故障后产生的电流行波实现输电线路超高速保护和高精度故障定位的算法。借助于小波分析工具,将电流行波信号进行小波变换,通过分析线路两端电流行波初始波头模极大值的极性来判别区、内外故障;同时利用模极大值对应的时间差来实现故障距离的测定。论文详细分析了影响行波保护和故障定位的各种因素,提出了相应的应对措施。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果表明,算法能够实现线路超高速保护和高精度故障定位双重功能。     

新能源发电站集电线路故障测距方法

针对集电线路的故障定位问题,以故障工频单端测距方法为例介绍了阻抗测距法以及3种常用行波测距方法.结合新能源发电站集电线路本身的特点,指出传统故障测距法应用于新能源电站集电线路时的局限性,给出适用于集电线路的阻抗法和行波法.总结各个测距法的优缺点,给出新能源发电站集电线路故障测距建议.     

基于小波变换的超高速行波保护和故障定位算法

提出了利用故障后产生的电流行波实现输电线路超高速保护和高精度故障定位的算法。借助于小波分析工具,将电流行波信号进行小波变换,通过分析线路两端电流行波初始波头模极大值的极性来判别区、内外故障;同时利用模极大值对应的时间差来实现故障距离的测定。论文详细分析了影响行波保护和故障定位的各种因素,提出了相应的应对措施。大量的PSCAD/EMTDC仿真结果表明,算法能够实现线路超高速保护和高精度故障定位双重功能。     

风电场集电线路故障跳闸分析

传统的故障测距为阻抗法故障测距,此类方法求取故障距离时要求单位阻抗分布均匀,且故障不为高阻故障,但当线路发生高阻故障时,受过渡阻抗影响,在一定程度上对故障测距的精度有较大影响.由于风电场集电线路大部分为电缆架空混架,且存在较多的T接风机,因此阻抗法故障测距在风电场中定位精度较低.基于行波法测距原理介绍了一起风电场集电线路故障跳闸案例,阐述了风电场故障时故障判定情况和精确定位情况,与阻抗法故障测距进行对比,体现了行波法测距的高精度.     

基于多端信息的风电场集电线路单相接地故障定位算法

风电场集电线路大多包含多个分支,且一般只在线路首端设置测量装置,若故障后基于该装置进行单端故障定位,则只能在不同分支上得到多个疑似故障点,无法确定实际故障位置。当前基于多端量的算法虽然能够准确定位故障,但需要增设的测量装置过多,成本过高。文中针对最常见的单相接地故障,分析了集电线路拓扑,指出当故障位于不同分支时,单端测量装置可能采集到相同的数据,因而仅依靠单端电气量无法确定故障分支,有必要增设测量装置以实现故障分支定位。为降低定位成本,在不同结构的线路上确定故障分支所需要增设的测量装置最小数量及位置。随后,结合新增测量信息与现有单端法,提出一种根据多端故障录波信息定位故障分支并实现故障测距的算法。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了文中方法的有效性和实用性。该算法改进自单端阻抗法,解决了故障分支定位问题,且在当前配置基础上增加少量测量装置即可实现,成本较低,具有较好的工程应用前景。     

考虑配电变压器杂散电容效应的１０kV电缆线路分布式测距方法

现有１０kV 电缆线路故障测距方法主要利用配网自动化系统、故障指示器以及离线式行波测距与定位设备实现最终的故障定位,耗时耗力,延缓了故障查找与修复时间,而且电缆线路末端行波测距装置一般仅检测电压行波信号,无法获取线路末端电流行波信号,导致在某些故障情况下无法可靠测距.分析了典型１０kV 电缆网络接地故障时的电压与电流行波特征及其在线路中 (特别是环网柜、线路末端处)的折反射规律,提出了一种考虑配电变压器杂散电容效应的分布式测距方法.由于配电变压器存在相间杂散电容,高频行波在短时间内等效为短路状态,因此在线路末端也可以检测到电流行波信号.与传统的配电线路测距方法相比,该方法可以实现在配电母线和分支线路末端的任一位置检测到电压、电流行波信号,提高了测距的可靠性。     

一种基于电流微分初始值的直流配电网故障定位方法

直流配电网故障定位是排查故障、确保线路安全的关键手段。基于此提出了一种基于电流微分初始值的直流配电网故障定位方法。首先推导了基于电压源型变换器的直流配电网线路发生双极短路故障和单极接地故障时故障电流的微分方程,并利用双极短路故障和单极接地故障中正负极线路的电压和电流突变量差异来判定故障的类型。其次通过电压源型变换器直流侧电容的放电过程提取故障电流信息,且根据限流电抗器上的电压降得到故障电流的微分等量表达式,并联立所推导的故障电流微分初始值方程获得故障定位的数学模型,从而实现故障距离的准确定位。最后利用PSCAD/EMTDC仿真平台搭建仿真模型,验证了所提故障定位方法的有效性。     

多端线路电流差动保护实现故障定位及测距的新方法

多端线路具有多个T节点及分支的复杂性,已有的故障定位和测距方法不能直接应用到保护装置中。为此,提出通过故障类型选择故障定位和测距的序分量,以提高测距精度,即相间故障和三相故障时采用正序分量,而单相接地故障,多端线路所有节点的正序电压差小于预设阈值时采用零序分量,否则采用正序分量。为解决多端线路测距计算量大的问题,结合二分搜索法,通过评估T节点不同侧序分量电压的差异,实现多端线路的故障定位;将故障点两侧的电气量节点等效为双端系统,按选择的序分量进行双端故障测距。该方法经RTDS入网试验,可以满足现场要求,对比固定采用正序分量的测距方法,在高阻接地故障时具有明显的优势。     

架空-电缆混合输电线路故障定位方法综述

对国内外学者关于架空线-电力电缆混合线路故障定位的研究进行了梳理和综述。首先分析了混合线路故障定位存在的特殊问题,然后对架空-电缆混合输电线路故障定位方法的研究现状进行了总结。现有的混合线路故障定位方法有故障分析法、行波法、频率分析法以及智能法等。其中,故障分析法和行波法的准确性主要受混合线路参数不均一的影响,行波法因故障行波会在线缆连接点处发生复杂的折反射过程而导致反射波头难以识别。对于频率法,能否准确地确定故障暂态信号的固有频率值将直接影响其故障定位精度。智能法需对样本集进行离线训练,且需存储大量数据,应用起来较为困难。最后,对下一步需要开展的研究工作进行了展望。     

基于FEEMD-NTEO的风电场送出线路故障定位

针对集合经验模态分解(EEMD)用于双馈风电场送出线路行波故障定位中行波检测精度不高,存在模态混叠、抗噪能力弱及故障定位实时性不好等问题,提出了一种基于快速集合经验模态分解(FEEMD)与改进Teager能量算子(NTEO)结合的行波故障定位方法。该方法利用FEEMD对故障电流行波信号进行分解,分解为平稳的固有模态分量和残差分量,消除噪声成分,保留信号的完整性;然后采用NTEO算法对分解的高频信号再次去噪,增强故障行波突变特征,精确标定行波波头。仿真结果表明,所提方法能够快速将故障行波波头精确标定,且去噪效果好,与FEEMD-TEO、EEMD-NTEO行波检测方法相比,提高了故障定位的精度和速度。     

基于分布式检测的多分支输电线路故障精确定位技术

为解决多分支复杂输电线路故障精确定位的难题,分析了故障行波过程及其检测要求。设计了适用于输电线路安装使用的分布式行波检测单元并提出针对多分支输电线路的基于分布式检测的故障定位新方法。只需要利用故障初始行波波头到达检测点的时间,根据初始行波波头到达各检测点的时间即可确定故障支路,再结合检测点的安装位置利用逐级递归双端法精确定位故障发生位置。理论和仿真表明,分布式故障定位技术很好地解决了多分支输电线路故障定位的问题,同时实现了故障时波速的实时测量,消除了波速不确定性带来的误差,定位精度高。     

一种适用于深远海全直流风电汇集网络的保护方法

随着海上风电向深远海发展,全直流型风电场由于不存在过电压问题等优点逐渐受到重视。针对全直流海上风电场的汇集线路继电保护问题,首先分析了直流汇集网络在不同故障类型及不同故障位置下的故障特征,计算对应故障情况下的故障电流,并与仿真值进行对比验证。根据故障特征提出一种利用汇集侧暂态电流变化率的单端量故障选线方案,利用区内外故障的故障暂态电流变化率极性和幅值差异,可在换流器过流闭锁前快速识别故障类型、故障线路及极性。通过在母线处设置附加选线流程,使线路末端高阻接地故障时也能准确选线。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了全直流海上风电场模型,进行多种故障场景下的仿真分析,验证了所提故障选线方法的有效性。     

35 kV配电网单相接地故障综合定位方法

基于C型行波法和交流信号注入法提出35 kV配电网单相接地故障的综合定位方法：首先采用C型行波法进行初步定位,确定故障距离和故障所在区段,然后用交流信号注入法进行精确定位。文章给出了基于综合定位法的故障定位装置的软、硬件设计方案,采用C8051F310单片机实现了高压脉冲信号发生器和交流信号发生器的一体化智能控制。综合定位法充分发挥了行波法定位速度快、交流注入法定位误差小的优点,适用于过渡电阻小于3 kW的35 kV配电网铁塔线路单相接地故障的定位。     

（20期已排）基于聚类经验模态分解和差分熵的输电线路故障测距研究

为提高输电线路的故障测距精度,本文提出了一种基于聚类经验模态分解(EEMD)和差分熵(DE)的输电线路故障行波测距方法。首先利用改进的差分熵信号处理方法对输电线路电流进行熵值计算,通过与正常电流熵值的对比,判断电流是否发生突变。然后采用EEMD分解对发生突变的故障电流进行处理,有效去除故障信号中的噪声,避免模态混叠,获取准确反映故障信息的IMF分量。随后对分量实行差分熵方法中的差分分析,将电流的变化幅度进行有效量化,并建立每个信号点的变化程度与时间的对应关系,从而解决波头位置难以确定的问题,获得故障初始行波到达每个监测点的准确时间。最后利用行波双端法,实现输电线路的故障测距。仿真结果表明,该方法能够较好地解决故障测距时存在的信号噪声和波头测量时间不准确的问题,有效提高故障测距的精度。     

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。     

基于小波阈值去噪和CEEMD的混合三端直流输电线路故障测距

针对行波法测距精度受波速、行波波头标定的精度以及噪声的影响,提出一种基于小波阈值去噪和CEEMD-HT结合的混合三端直流输电线路测距方法.首先利用小波阈值去噪对故障信号滤噪,然后对滤噪后的信号使用互补集合经验模态分解和希尔伯特变换标定初始波头的到达时间.再根据故障行波到达测量端时间比值识别故障支路.最后考虑到行波波速难...     

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。