基于行波瞬时频率的高压直流输电线路故障测距方法

在线路行波类测距方法中,存在行波到达时刻与行波传播速度难以有机统一的问题。在研究直流线路故障行波速度与行波到达时刻的特定瞬时频率关系的基础上,分析瞬时频率影响行波测距的机理,提出一种基于行波瞬时频率且波头到达时刻与波速相有机统一的故障测距思想。利用改进的希尔伯特–黄变换形成故障暂态信号的时频图,依据时频图标定行波到达时刻与该时刻特定的瞬时频率,再经由瞬时频率求取相应的波速度,形成高压直流线路故障测距实用算法。在PSCAD软件上进行的仿真测试,表明所提测距方法及其算法受过渡电阻、故障类型影响较小,不同故障距离下测距精度都较高,也得到了现场实测数据的验证。     

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.     

小电流接地系统故障定位新方法

故障行波波头到达时刻、行波速度和线路弧垂是影响小电流接地系统故障行波定位的主要因素。在分析小电流接地系统故障特征、Hilbert-Huang变换(HHT)、行波测距的基础上,将HHT引入到故障行波波头的提取中,利用端点极值点平行延拓法来抑制HHT端点效应,并对传统的行波测距算法进行改进,消除了波速和线路弧垂对行波测距精度的影响。Matlab仿真结果表明所提方法在小电流接地系统故障定位中的有效性和准确性,并与小波变换方法进行了对比。     

基于小波变换技术的新型输电线路故障测距系统

现有行波测距法基本上都没有把由该方法所确定的行波到达时间与故障定位用行波传播速度很好地结合起来,导致定位精度不理想。本文介绍一种新型输电线路故障测距系统的原理、功能和构成,其采用了行波到达时间由合适的小波变换提取的行波特征点位置确定、行波传播速度由输电线路的结构参数及相应小波变换的分析尺度确定的双端行波测距新方法,使测距精度大大提高,满足精确故障定位的要求。该系统已在现场投入运行。     

配电网络单相故障馈线的S变换检测新方法

配电网络单相接地故障行波频率分布在几十~几百kHz范围,应用S变换检测故障行波几十kHz的高频暂态量来实现配网故障选线。故障配网母线零模电压的S变换幅值矩阵最高频率行中幅值最大的分量所对应的时刻即为母线零模电压的突变时刻,借此标定故障电压行波首波头到达母线的时刻,并记为故障初瞬。以故障初瞬保护安装处TA检测的故障线路电流行波与健全线路的电流行波的相位相反为依据,对故障零模电流进行S变换,故障线路与健全线路零模电流S变换辐角矩阵的最高频率行的辐角在故障初瞬相差180°,借此检出故障线路。该方法从行波中相对低的高频暂态量的层面检测行波信号相位特性,降低了对行波高速采集和处理速度的要求,耐受高阻接地和抗噪能力强。大量数字仿真试验表明,选线结果准确、可靠。     

基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距

提出了利用小波变换的单端行波测距新方法,可有效提取输电线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响,同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量测距结果证实,采用小波变换技术的单端行波测距法的测距结果在可靠性和测距精度上都有很大提高,在单端行波测距法能够使用的条件下,测距精度能够满足现场对精确故障定位的要求。     

基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距

提出了利用小波变换的单端行波测距新方法，可有效提取输电线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响，同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量测距结果证实，采用小波变换技术的单端行波测距法的测距结果在可靠性和测距精度上都有很大提高，在单端行波测距法能够使用的条件下，测距精度能够满足现场对精确故障定位的要求。     

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用—D型原理

输电线路上的实际暂态行波波头总是存在一定的上升时间,这使得故障初始行波浪涌到达线路两端测量点的时刻难以被准确标定,从而导致现有的双端行波故障测距方法存在不可避免的测距误差。在分析D型双端现代行波故障测距原理及其准确性的基础上提出了带补偿量的D型双端行波故障测距算法,该算法利用故障初始行波浪涌波头起始点所对应的绝对时刻与测距装置直接检测到该行波浪涌到达时绝对时刻之间的相对时间差来对测距误差进行补偿。实测故障分析表明,D型现代行波故障测距原理具有很高的可靠性,其绝对测距误差不超过1km。     

基于小波变换的新型输电线路故障测距系统设计

为进一步提高输电线路行波故障测距的准度精度和安全经济性,针对现有输电线路故障测距方法的缺点,本文提出小波变换法,解决现行的输电线路故障测距方法对故障发生时行波到达时间、行波传播速度难以确定,并导致故障测距结果精度下降等问题.根据小波变换技术设计的新型输电线路故障测距系统,具有一定的先进性和可操作性.     

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用--D型原理

输电线路上的实际暂态行波波头总是存在一定的上升时间,这使得故障初始行波浪涌到达线路两端测量点的时刻难以被准确标定,从而导致现有的双端行波故障测距方法存在不可避免的测距误差.在分析D型双端现代行波故障测距原理及其准确性的基础上提出了带补偿量的D型双端行波故障测距算法,该算法利用故障初始行波浪涌波头起始点所对应的绝对时刻与测距装置直接检测到该行波浪涌到达时绝对时刻之间的相对时间差来对测距误差进行补偿.实测故障分析表明,D型现代行波故障测距原理具有很高的可靠性,其绝对测距误差不超过1 km.     

基于小波变换的同杆并架双回线双端行波故障测距

利用小波变换的双端行波测距新方法,可有效提取同杆并架双回线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响,同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量仿真测距结果证实论文方法的测距精度基本不受线路长度、故障位置、故障类型、接地电阻大小等的影响,测距精度能在一个挡距内,满足精确故障定位的要求。     

利用小波变换的双端行波测距新方法

提出了行波到达时间由合适的小波变换提取的行波特征点位置确定,行波传播速度由输电线路的结构参数及相应小波变换的分析尺度确定的双端行波测距新方法,并介绍了２种可行的利用小波变换的行波测距方案。大量仿真测距结果及现场验证试验的３１组测距结果,证实所提小波变换测距法精度高、结果准确,且受到影响因素少,能满足精确故障定位的要求。     

基于小波变换的无通道全线速动行波保护

提出了一种基于小波变换的无通道全线速动行波保护。它利用小波变换提取行波信号,利用阻波器对行波波头的平滑作用,通过计算初始行波波头的平缓程度判断故障是在区内还是在区外：当波头非常陡时,判断为内部故障;当波头比较平滑时,判断为外部故障。理论分析和实际系统的EMTP仿真表明了该原理是正确、可行的。     

验证小波变换行波故障测距法的现场试验

一般行波故障测距法较少考虑行波传播的色散情况,没有很好解决如何精确确定行波的到达时间和行波传播速度等问题,使测距精度受到影响。为解决现有行波法的不足,提出一种新的利用小波变换技术进行双端行波测距的方法,并用大型现场短路试验对该方法的可行性及实际测距精度进行了验证。文章介绍了现场短路试验的有关情况以及部分试验数据的整理和分析结果,对小波变换测距法与传统行波测距法进行了比较。试验结果表明,小波变换测距法比传统行波测距法准确,且故障时不受电压相角等因素的影响,定位精度在300m以内,因此,将小波变换应用于行波故障测距是可行的。     

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。     

一种新的输电线路双端行波故障定位算法

针对单双端行波故障测距算法存在难以准确、便捷地识别故障行波波头等问题,提出了一种根据两测量点所测时间比例来计算故障距离的双端行波故障定位算法,将希尔伯特-黄变换和小波变换结合,利用高斯模型快速、准确地提取故障行波波头到达时刻,再结合已知定长计算故障距离。大量基于MATLAB/Simulink的仿真实验结果表明,该算法的相对定位误差不足1%,且不受故障距离、故障类型、故障电阻、故障初相角的影响,具有较好的适应性和实用价值。     

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.     

小波分析在高压线路行波保护中的应用

特高压电网的发展对继电保护提出了更高要求,传统反映工频量的保护动作速度难以再提高,基于暂态故障分量的行波保护研究再度受到广泛重视。在介绍线路行波保护原理特点及其发展的基础上,分析了小波变换应用于高压线路行波选相、行波保护、重合闸和行波故障测距中的研究成果,指出了小波变换应用和行波保护发展中需要注意的问题,展望了行波保护的发展前景。结果表明：利用小波变换可以提取行波信号,准确定位行波到达时刻,提取波头极性和行波幅值大小,从而为行波保护的实现奠定了坚实的数学基础。     

基于脉冲发射原理的配电网故障定位方法的研究

在小波理论的基础上,提出了配电网行波故障定位方案。在故障相的线路首端发射脉冲信号,采集线路首端的行波信号,利用小波消噪原理对采集到的行波信号进行滤波,比较线路正常时的行波信号和线路故障时的行波信号,利用小波变换对信号奇异性的检测原理找出行波信号中的奇异点,得到故障距离。对结构简单的线路,在此基础上分析特征波即可准确定位;对结构复杂的线路,在确定故障距离的基础上,根据电网拓扑划定故障可能的几个分支。然后在线路首端注入电流,通过探测器检验几个分支上是否有电流流过,检测到电流的即为故障点所在的分支。详细分析了该行波定位方案在两次现场试验的应用结果,证明了该方案的可行性。     

应用于含有线-缆混合线路配电网的行波故障测距新方法

故障行波波头的准确辨识是提高配电网行波故障测距精度的关键因素之一,文中提出基于改进希尔伯特-黄变换(HHT)的行波波头标定方法,首先利用自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)方法对故障信号进行分解,再利用希尔伯特变换求取高频固有模态函数分量的瞬时幅值,根据瞬时幅值的突变点确定行波波头的到达时刻。针对配电网的单一线路,利用该方法标定行波波头后,采用D型测距原理实现测距;针对线-缆混合线路,提出了基于接点时差的双端测距原理实现故障测距。对不同故障时间、故障位置、接地电阻等情况的故障进行仿真实验,结果表明,该方法可精确标定行波波头,且具有较高的测距精度。