一种双端测距算法的伪根问题与改进

双端故障测距由于不受过渡电阻和系统阻抗等因素的影响,得到了广泛的关注.但在利用长线方程沿线推导故障点电压幅值的测距算法中,原理上存在伪根的可能性,在某些情况下,会得到错误的测距结果,因此需要对该测距算法进行改进.该文首先对产生伪根的原因进行了深入地分析,并在此基础上,对原算法进行了改进,提出了判别伪根的原则,使其更具通用性,并利用EMTP程序仿真验证了改进后的测距算法.     

核电站500 kV线路故障测距算法的优化与应用

目前采用的故障测距算法不适用于带并联电抗器的场景,测距误差较大,线路故障排查时间过长,进而影响核电站机组稳定运行.对现有算法进行了优化,提出一种适用于并联电抗器的新算法,指出存在伪根的可能性,并提出了剔除伪根的原则,得到正确的故障距离,达到精确故障定位的目的.结合核电站500 kV线路实际电网模型,对各种类型的故障进行了仿真验证,仿真结果显示优化后算法具有较好的定位精度和准确剔除伪根的能力,最大误差仅为0.730％,满足工程现场需求.     

一种基于高压输电线路双端故障测距算法的伪根判别方法

从高压输电线路故障时只有故障点电压幅值相等的原理出发,分析了该测距算法产生伪根的原因,利用输电线路分布参数模型沿线幅值变化规律来缩小故障测距范围,从而规避产生伪根的可能,在此基础上,提出了一种基于高压输电线路双端故障测距算法的通用伪根判别方法,ATP仿真和相应的Matlab计算程序验证了该方法的可行性。     

基于相位特性的高压输电线路双端非同步故障测距算法

现有的大部分双端数据不同步测距算法由于伪根的存在可能导致测距失败。针对这一不足,基于线路分布参数模型,利用电压正序分量与负序分量的比值或者电压正序分量与故障正序分量的比值消除不同步角,并利用相位的单调性进而推出一种双端非同步故障测距算法。该算法不存在伪根,可以利用二分区间求根法或者弦截求根法快速求取故障距离。EMTP仿真结果表明,该算法测距精度不受过渡电阻、故障类型以及不同步角的影响,计算量小,测距精度高。     

计及系统参数和负荷电流影响的故障测距方法

单端测距由于其独特优势而广泛应用于线路故障测距中。为简化运算，常规单端测距对系统参数等做了近似假设，测距精度会受到一定程度的影响。对常规单端测距算法进行分析，找出影响测距精度的因素，提出一种计及系统参数和负荷电流影响的测距方法。首先根据叠加原理实时计算系统阻抗，并利用系统阻抗和线路阻抗计算故障电流分配系数；再利用故障前后电流变化量计算保护安装处故障电流分量，进而结合电流分配系数计算故障点故障电流；然后根据基尔霍夫电压定律得到关于故障位置系数和过渡电阻两个未知数的复数方程，求方程的解并去除伪根。该方法实时计算系统阻抗，并消除负荷电流的影响，同时考虑了双回线邻线互感的影响。通过MATLAB仿真分析，验证本文提出的改进测距算法能有效提高测距精度。     

基于故障区域快速识别的混合线路故障测距新原理

提出一种基于故障区域快速识别的架空线-电缆混合线路故障测距新原理。根据故障区域识别函数在线路连接点的相位特征判断故障区域,进而利用混合线路正序测距方程推算得到的故障距离表达式在故障线路段上进行精确测距。该算法无需判断故障类型,在线路连接点附近故障区域识别无死区,测距过程无需迭代搜索和伪根识别,计算量小,易于编程实现。仿真测试表明,新算法不受故障位置、过渡电阻和负荷电流等因素的影响,满足工程对测距精度的要求。     

基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法

基于输电线路分布参数模型,提出一种基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法。该算法利用故障前两端电压、电流数据实时修正非同步角度和线路参数,再利用故障后数据进行故障测距。与拟牛顿法相比,所提算法无需迭代,计算量小;与电压趋势法相比,所提算法不存在伪根判别的问题;与传统参数检测法相比,所提算法能够实时修正非同步角度。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该算法测距精度高,受故障条件和线路换位的影响较小。     

一种实用的高压输电线路双端电气量故障测距新算法

提出一种新的利用输电线路的双端电气量进行故障和故障录波器的特点，不要求双端数据同步，不受线路两端简单，不需解长线方程，也不存在伪根判别问题，易于实现的故障录波器分析装置。仿真结果和现场实际测距结果表明测距的精确算法。该算法充分利用了数字技术系统阻抗、故障类型和过渡电阻的影响，原理简单，不需解长线方程，也不存在伪根判别问题，易于实现。用该算法编制的测距软件已成功应用于实际的故障录波器分析装置。仿真结果和现场实际测距结果表明，算法的精度完全满足现场要求。     

基于正序电流差的同塔双回T型输电线路故障测距新算法

利用双回线路正序网络提出一种基于正序电流差的同塔双回T型输电线路故障测距新算法。算法根据测距函数在各支路首末两端的相位差大小判断故障分支,进而利用双回线路正序测距方程推算得到的故障距离表达式在故障支路上进行精确测距。该算法无需判断故障类型,在T节点附近发生高阻抗短路时故障支路判别无死区,测距过程无需迭代搜索和伪根识别,计算量小,易于编程实现。理论分析和仿真测试表明,新算法不受分布电容、故障位置、过渡电阻、负荷电流以及T接位置等因素的影响,对线性电阻故障和电弧型故障均具有良好的适用性,满足工程对测距精度的要求。     

一种自动识别伪根的双端故障测距快速精确算法

针对双端数据不同步的测距算法中存在的伪根判断、收敛性、计算量大等问题,提出了一种快速精确的双端测距算法。此算法基于线路分布参数模型,通过分析高压输电线路电压幅值曲线的单调性和周期性,在迭代过程中根据故障点电压变化趋势自动对伪根进行识别,从而确定下一次搜索的方向,采用二分法快速求出故障点的位置。算法实现简单,计算量小,不要求双端数据同步,能消除过渡电阻的影响,具有较高的实用价值。经过PSCAD仿真证明,此算法克服了以往算法的不足,计算速度快,精度高,解决了快速性和伪根判决的矛盾。     

高压输电线路双端故障测距新算法

基于故障点电压幅值相等的双端故障定位方法,由于两端采样数据不同步会存在伪根判别问题。分析两端数据不同步时伪根产生的原因,并利用故障分量电压分布规律,提出基于故障分量不存在伪根判别问题的简单迭代定位方法,证明了该方法收敛性和惟一性。该方法采用线路分布参数模型,不受线路分布电容影响,计算简单。通过仿真验证该方案收敛速度快．不受过渡电阻、故障初始角、两端采样数据不同步等因素的影响,测距精度高。     

基于高压输电线电压沿线分布规律的故障双端测距算法

针对以往双端数据不同步的测距算法中存在的伪根判断、收敛性、计算量大等问题,提出了一种快速精确的双端测距算法。该算法采用分布参数模型,通过分析线电压沿线分布变化规律,得到了线电压沿线变化周期公式,并得出了在实际长度线路上,线电压幅值沿线分布曲线最多由2条单调方向不同的曲线段组成的结论。利用此结论,采用斜率逼近的二分区间法确定曲线单调方向改变点,并以这些点为界将两端线电压曲线划分为多个求解区间,而后采用线段相交原理确定根区间。采用二分区间求根法或弦截求根法确定故障点。最后以故障处线电压幅值最低原理,给出了伪根判断算法。仿真实验结果表明,该算法克服了以往算法的不足,程序实现简单,计算速度快、精度高。     

基于GPS的输电线路故障测距方法的研究

在比较了各种输电线路故障测距方法的基础上,提出了基于全球定位系统(GPS)的双端同步采样故障测距算法.该方法利用GPS的秒脉冲信号来确保双端同步采样,并利用双端测距提供的硬件设备,采用线路参数在线估计算法,有效消除了由于线路参数不确定对测距精度的影响.介绍了基于GPS的输电线路故障测距系统的结构、工作原理、防干扰措施,以及双端故障定位的计算方法.这种测距算法具有计算简单、稳定性好、且无伪根识别的特点.仿真结果表明,该算法具有可靠性高、测距精度高的特点,完全不受故障类型、过渡电阻和系统参数的影响.     

基于分布参数模型的双端非同步故障测距算法

基于线路分布参数模型,提出一种双端非同步故障测距算法。该算法根据电路叠加原理,将故障后的网络等效为正常状态网络和故障分量网络的叠加,然后以单相系统为例,以故障距离和非同步时间作为未知数,对正常电流电压相量和故障分量分别建立测距方程组,推导出故障距离的解析表达式,并给出了伪根的识别方法。文章还分析了该算法对三相系统的适用性。仿真结果表明,该算法消除了非同步时间的影响,适用于各种故障类型,无需选相,计算量小,测距精度高,较好地解决了双端测距中的数据不同步问题。     

高压输电线故障定位方法研究

高压输电线路故障定位是保障电网安全运行必要的手段。通过故障定位技术发展历史的介绍,详细地描述了各种故障定位方法的原理、优缺点和应用情况。对两大类故障测距方法,工频量法和行波法进行比较,提出了线路故障定位今后研发的建议：开发的重点放在双端或多端测距新算法上,解决算法的适应性、抗干扰能力和剔除计算伪根等诸多问题。     

A new false‐root identification method based on two‐terminal fault location algorithm for double‐circuit transmission lines

A fault location algorithm without synchronization for double‐circuit transmission lines does not require sampling synchronization, reduces the cost, and has a higher engineering value, but the algorithm still needs to be improved in the false‐root identification. This paper conducts further studies on this issue. First, the false‐root problem of the fault location algorithm without synchronization is analyzed, and then a new false‐root identification method is proposed, which is based on the difference of the existence of the false root in the calculation of the voltage amplitude along the line with different electrical moduli. It can solve the problem of the traditional method, which cannot distinguish between voltage amplitudes when they are close. Second, considering the shortcoming of the existing phase‐mode transformation matrix, a new phase‐mode transformation matrix applied to double‐circuit lines is deduced, which is based on the six‐sequence component method; it can be combined with the new false‐root identification method, thereby realizing false‐root identification under various types of faults. Finally, fault location is realized by using the moduli in the mold domain. The principle does not need to synchronize data in two terminals and is not affected by the fault types, fault resistances, and other factors. As is shown in a large number of Alternative Transients Program version of Electro‐Magnetic Transients Program (ATP‐EMTP) simulation results, the fault location has a higher accuracy © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于遗传算法的高压长线路双端故障测距研究

为提高高压长线路故障定位的准确度,提出了一种基于遗传算法的故障定位新方法。该方法基于线路分布参数模型,按照故障线路两端沿线向对端推得的故障点电压幅值相等的原则列写故障测距方程,并通过相量法对电压分布函数的单调性进行分析,得到伪根判别法则的数学表达式;引入遗传算法求解故障测距方程,采用群体搜索和多父体重组策略,自适应和容错能力强且能够保证解群搜索的遍历性和快速性;在一次搜索中算法可求得故障距离的多个解,有利于伪根的判别。ATP仿真结果和实际应用证明了该方法不受过渡阻抗、故障类型及不同步角的影响,计算速度快且精确度高。     

双端非同步数据故障测距的非线性估计算法

提出了一种基于双端非同步数据的不受故障性质和类型限制的故障测距新方法。该方法依据从两侧观测到的故障点电压各次分量的序分量相等的特点构造了6N维观测方程,采用非线性状态估计的方法求解其在最小二乘意义下的最优解。仿真表明,算法具有较好的稳定性、较大的收敛域和较高的测量精度。     

电力系统故障录波数据分析

电力系统故障录波数据是电力系统故障分析和保护动作判据的重要依据。本文提出了据电力系统故障录波数据完善了频率分析、谐波分析、故障定位的数学分析方法。采用java编程语言完成部分过程的编制工作。同时针对目前双端测距存在的伪根问题,提出了一种新的求解过程。