融合行波时频信息的HVDC线路雷击点与短路故障点不一致时的定位方法

雷电流在输电线路传播时,可能导致线路的绝缘薄弱环节被击穿,发生短路故障,此时现有时域行波测距算法只能获取雷击点位置而无法获取精确的故障距离。因此,针对高压直流输电线路雷击点与短路故障点不一致的情况,提出一种综合利用输电线路两端电流行波的时域信息和频域信息的故障定位方法。该方法首先根据线路两端故障电流行波的时域信息判断雷击点位置,然后利用雷击点与短路故障点存在的位置关系判断输电线路短路故障点位置区段,最后根据线路双端或单端的故障电流行波固有频率计算短路故障点距离。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法在高压直流输电线路雷击点与短路故障点不一致情况下对短路故障点定位精度高,且不受雷击点与短路故障点位置、过渡电阻及噪声干扰的影响,具有良好的适用性和实用价值。     

基于小波变换和行波理论的输电线路雷击定位

为解决现有雷电定位系统所测电磁波因波形传播延时和地形传播延时影响雷电定位准确度的问题,根据输电线遭受雷击时向两端变电站母线运动的行波和行波测距理论,提出了一种改进的双端行波输电线雷击点定位法。首先利用小波变换提取在线路两端母线处采集到的雷击入射行波、母线反射行波或雷击点反射行波信号的波头特征点,进而准确确定行波的到达时刻,然后建立一个只包含距离和时间的函数解出雷击点的位置而不受波速影响。该方法不需事先确定行波波速,与传统行波定位法相比,消除了波速的不确定性带来的定位误差。大量PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该法的雷击点定位误差<300m。     

1000kV变电站雷电侵入波防护分析

在特高压防雷保护研究中,除了对雷击特高压输电线路的绝缘子闪络短路停运故障的研究,雷击特高压输电线路进线段时,传入变电站的雷电过电压波对变电站电气设备(特别是变压器)的危害研究也很有必要。这里将考虑绝缘子串参数、杆塔铁架雷电瞬态参数、杆塔冲击接地电阻、线路工频电压、雷击点位置等诸多因素影响,利用ATP-EMTP对1 000 kV变电站的雷电侵入波过电压在变电站电气设备(主要是变压器)上产生的过电压进行精确的计算分析,找出过电压的分布及变化规律,提出相应的雷电过电压保护措施,对电气设备的保护提供有价值的参考依据。该研究思路兼顾安全和经济两方面,可为工程提供新的参考。     

基于改进果蝇优化算法的雷电定位研究

定位精度是评价雷电定位系统的重要指标之一,而定位算法直接关系到探测结果的精度。针对椭球面定位传统迭代算法易于发散等缺点,引入改进果蝇优化算法(MFOA)到雷电定位计算。文中给出了果蝇优化算法(FOA)的改进方法并利用MFOA进行雷电定位——通过不断缩小雷击点与探测点之间的距离误差,最终获得雷击点坐标。文章对MFOA进行仿真验证,并利用其进行雷击定位计算。结果表明:MFOA克服了传统定位算法易于发散及FOA易陷入局部极值等问题,收敛速度更快;通过MFOA求出的雷击点与实际雷击点相距362.4 m,满足雷电定位误差,验证了该方法的有效性,为雷电定位计算提供了一种新算法。     

雷电定位系统的定位计算

从雷电定位系统的 方向探测器的位置及测定方向的数据出发计算雷击点的位置，是雷电定位系统位置分析仪的主要功能，计算方法成功地应用于武汉高压研究所开发研制的雷电定位系统的定位计算。     

基于雷电记录与行波数据的雷击故障测距结果优化方法

针对雷击故障参考点定位不准确,导致测距结果可能与雷击故障发生的实际距离相差较大的问题,结合雷电记录与行波数据,从雷击故障参考点定位角度着手,进行雷击故障测距结果优化研究。首先获取相关雷电记录和行波数据,然后计算待分析故障特征点,并利用雷击故障历史数据、非雷击故障历史数据、雷电定位系统历史数据,构建(Δx,Δt,ΔP)三维坐标系,划分雷击故障识别域和非雷击故障识别域,判断待分析故障特征点是否落入雷击故障识别域当中,确定雷击故障参考点,最后利用行波测距方法得出雷击故障精确位置。结果表明,与基于雷电记录或基于行波数据的2种单一测距方法相比,该方法测距结果更接近实际值,由此可知,雷击故障测距结果得到优化,提高了测距精度。     

超高速保护中雷电干扰识别的暂态法研究

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的超高速输电线路保护误动作。经对雷击和短路故障时的电流故障分量进行信号能量分布和波形的分析发现：普通短路故障与雷击引起强故障时的暂态能量主要集中在低频带；雷电干扰与雷击引起弱故障时的暂态能量主要以高频为主；相对于雷电干扰和普通短路故障,雷击引起弱故障时的行波截波特征非常明显。据此,提出了基于小波变换的雷电干扰识别的暂态方法。EMTP仿真显示该识别方法是可行的。     

特高压输电线路杆塔雷电流分布的仿真

为了更深入掌握雷击特高压(UHV)输电线路杆塔时雷电流分布的特性,对特高压输电线路杆塔雷电流分布进行了仿真。首先建立了简化的2层杆塔模型,使用矩量法(MOM)进行了雷电流分布计算并通过了实体模型的试验验证。然后在此基础上,根据实际参数建立了特高压输电线路猫头塔的仿真模型,分别就4种雷电流波形和3种不同雷击位置情况下杆塔内的雷电流分布进行了仿真计算。结果表明:雷电流波形越平缓,通过避雷线流向其他杆塔的电流就越多,反之亦然;波前时间的上升导致斜撑流过的电流比例增大;雷击点的改变对雷击点附近的电流分布影响极大并将改变部分导体内电流的方向,但随着导体与雷击点间距离的增加,导体上通过的雷电流受雷击点位置的影响减小,且雷电流分布随着该距离的增加而趋于均匀;杆塔内不同部分的雷电流峰值时间不同,将其幅值直接求和得到的结果大于注入的雷电流总幅值。该研究工作加深了对雷击特高压输电线路杆塔时雷电流分布特性的认识,也为雷电流监测装置的安装提供了参考。     

输电线路雷击点与闪络点不一致的辨识与定位

当输电线路遭受雷击导致故障,而雷击点与闪络点位置不同时,双端测距将定位至雷击点而非闪络点,行波测距精度会受到不利影响。根据双端感受到的后续波头中与首波头极性相同的第一个波头含有的故障信息,对雷击点与闪络点的一致性进行辨识。并且提出“距离一致性比较”的方法对雷击点与闪络点不一致情况进行闪络点定位,同时对该测距方法进行适用性以及影响因素分析。仿真实验和实测数据验证了所提新方法的可靠性和有效性。     

输电线路的雷电识别研究

针对雷电干扰问题,提出了一种输电线路的雷电识别新算法。该方法依据轻型雷击、重型雷击及短路故障的不同暂态波形特征,构造复合识别判据。其一,利用电流行波首波面积比值特征量构成识别短路故障与雷击的判据;其二,运用电流行波在较短时间内的积分值特征量识别故障与轻型雷击。MATLAB仿真结果表明,所提算法能可靠区分轻型雷击、重型雷击和短路故障,是正确且有效的。     

雷击造成的线路短路点识别和定位方法

雷击造成线路故障后,故障点的及时识别和定位有利于电力系统稳定运行。对故障性雷击进行仿真,根据故障行波的特点提出判断故障点与雷击点位置异同的方法。并提出利用相关分析法处理故障行波,根据相关法的定义得到相关峰含义,推导得出测距公式,利用测距公式,对仿真模型进行故障测距。测距结果验证表明,该方法对近距离复杂波头的识别准确有效,可有效进行故障性雷击的故障测距。     

一种雷电波侵入变电站的扰动识别方法

雷击输电线路既可能导致保护误动作,又可能侵入变电站,引起系统过电压,为此提出了一种基于信号S变换的雷电侵入波对电网的扰动监测及其识别方法。基于变电站母线电压实时监测信号,利用S变换技术提取电压暂态信号在时域和频域内的波形特征,根据信号的主要谐波次数及其幅值大小和基波电压跌落差异,构建了普通短路故障、故障性雷击与非故障性雷击和其他扰动信号的识别判据。PSCAD仿真结果表明,该方法不受故障类型、故障接地电阻、故障初始时刻、雷击相别及雷电流大小的影响,识别灵敏度较高。     

基于自适应卡尔曼滤波残差分析的雷击故障定位

雷击是引起电力传输和配电系统中瞬态、故障和停电的重要原因。为提高在含噪环境下雷击故障点检测的准确性与可靠性,提出了一种基于最大似然(KF-ML)卡尔曼滤波残差分析的雷击故障定位方法。首先通过比较短路故障电流与雷击故障电流之间的瞬态特性差异来区分出短路故障和雷击故障。当行波波头到达时,估计的滤波残差呈现出尖锐的奇异性。通过比较初始行波到达两端的时间,确定雷击侧和故障侧,进一步根据双端测距法可以计算出雷击点距离。同时通过初始雷击行波到达故障侧的时间和来自故障点的反射波时间来获得故障点距离。通过模拟雷电流的仿真分析表明了该方法能有效检测到行波波头,并将其应用在不同条件下的雷击定位和故障定位测试中,且灵敏度高。     

基于行波传播路径的不等长双回线路单端行波测距

由于雷击引起的闪络故障电流行波的初始行波幅值较大并且伴随着大量的振荡,而反映故障位置行波(故障点反射波和对端母线反射波)的幅值远小于故障初始行波的幅值,故在同一观测尺度上,难以辨识出故障行波性质;同时,在现场实际中,不存在完全等长的双回线路。基于此,分析了不等长双回线路于故障回线和健全回线量测端两个坐标轴上观测到的行波波头于时间轴的分布特点,提出了采用故障线路量测端和非故障线路量测端两个尺度上联合观测和辨识故障行波性质的方法,并采用同一观测端的故障线路和健全线路各自检测到一次属于它自己电流互感器所观测的故障初始行波波到时刻,实现了不等长双回线路故障测距。大量实测数据表明,于故障线路量测端和非故障线路量测端两个尺度上联合观测,特别是雷击闪络故障,能够可靠和正确地辨识故障行波的性质,实现不等长双回线路的可靠精确测距。     

基于FDTD-EMTR和地闪记录的闪络故障测距优化方法

针对配电线路中闪络故障存在实测数据故障行波难以标定,雷击位置与实际巡线结果误差较大的情况,提出基于FDTD-EMTR和地闪记录数据相结合的闪络故障测距结果优化方法。通过电磁时间反转法将故障暂态量重新注入回系统,并根据FDTD算法计算得到所有假设故障点的故障电流矩阵,以求解最大能量点对应的位置为参考故障点;计算线路走廊趋势与地闪记录的偏离程度,设置最大接近度参数为修正系数,对电磁时间反转测距结果优化修正。通过真实数据验证了该方法的可行性。     

架空输电线路跳闸故障智能诊断

输电线路故障诊断是保证供电可靠性的关键技术,但国内还没有直接的监测技术能实现输电线路故障原因辨识。为此,介绍了架空输电线路跳闸故障智能诊断系统及其在广东电网中的应用。诊断系统的功能主要包括输电线路故障性质识别及故障精确定位,其中故障性质识别包括雷击和非雷击故障识别,雷击故障识别包括绕击和反击识别;故障精确定位是基于分布式行波监测技术的定位方法,该方法利用在线测量行波电流传播的等效波速来减小弧垂、波前畸变等因素引起的误差。在理论研究的基础上,开发了输电线路故障智能诊断系统,在广东电网17回输电线路挂网运行,通过与变电站故障录波装置、电网雷电定位系统的诊断功能对比,分析了该系统在故障原因识别和定位方面的优越性。实际运行结果表明,输电故障智能诊断系统在故障区间定位、精确定位、指导故障点查找、故障定性和防雷分析方面发挥了重要作用。     

输电线路雷击故障查找探讨

湖南省是一个雷电灾害多发地区,电力线路频繁发生雷击故障,严重影响电网稳定运行。通过对输电线路雷击故障的特点进行分析,探讨并提出有效及快速查找雷击故障的方法和防范雷击故障的措施,供参考。     

东莞220 kV立新站和跃立站主变压器跳闸分析

介绍了东莞220kV立新站和跃立站3台主变压器跳闸的情况,对同杆双回线路雷击、故障录波、主变压器中性点保护方式和间隙动作原因进行了详细分析,指出：系统单相接地瞬间产生的暂态过电压作用于主变压器中性点,造成间隙放电,导致过流保护动作,主变压器跳闸。针对主变压器在线路重合前跳闸可能造成停电损失,建议延长间隙过流保护动作时限以躲开线路重合闸,避免主变压器不必要的停止运行。