不依赖GNSS的输电线路双端行波故障测距

双端行波故障测距技术是实现输电线路快速故障恢复的有效手段。传统双端行波测距方法依赖全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)同步线路两侧采样数据,存在信号误差、丢失等风险。基于行波的传播时延和时移不变性,该文提出一种不依赖GNSS的双端行波故障测距方案。理论层面,定量分析时间同步误差及其对故障前工频方向行波相角关系的影响,推导证明通过本地计算方向行波相量进行双端故障测距的可行性。算法层面,首先,通过小波变换检测故障初始行波到达时间;其次,通过对故障前工频方向行波的傅里叶变换求解附加相角差,进而完成双端测距。仿真结果表明,在考虑电压互感器传变特性的条件下,所提方案在不同故障情况、采样频率和噪声干扰等影响下均保持了良好的测距性能。由于无须增设GNSS、硬件时间戳等辅助硬件设备,所提方案便于现存设备的技术更新与工程应用。

不需要双端数据同步的工频故障测距新方法

在分析双端信息采样的同步误差对双端测距同步法的影响基础上,提出了一种不要求两端采样数据同步的故障测距新方法,将两端数据采样的不同步因素以不同步角δ的形式引入,建立x=f(δ)的测距方程,在算法中采用两端电气量的故障分量,并利用Im(x)=0这一条件用搜索法求解不同步角δ,进而求得故障距离x的精确解,算法不受过渡电阻和系统运行方式的影响,测距精度高,有助于及时修复线路和保障系统安全经济运行。计算机数字仿真结果表明,该方法有很好的测距精度,完全满足现场实际要求。

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。

基于双端不同步数据的故障定位的新算法研究

基于传输线节点导纳方程,提出了一种利用双端不同步采样数据进行故障定位的方法。该方法根据电流边界条件建立求解不同步角差的方程,然后通过搜索迭代的方法搜索满足非故障相故障过渡电流等于零的解,来确定不同步角差,进而得到故障距离。该方法采用分布参数的线路模型,使用相参数,弥补了双端同步法的不足。该算法通过引入不同步角差δ来考虑双端数据不同步的因素。EMTP仿真结果表明,测距结果精度较高。

利用时域波形比对的高压直流输电线路电流差动保护

高压直流输电线路电流差动保护受电容电流和数据不同步影响,选择性和速动性不高。通过对高压直流输电线路的故障特征分析发现,在时域平移一端数据,并对比差动电流的大小,可以进行区外故障数据同步的识别。对于区外故障,由于没有故障点注入电流的影响,差流在数据同步时最小,数据不同步时明显增大;对于区内故障,受故障点注入电流的影响,无论数据同步与否,差流的值总是很大。在分布参数模型下构造时域电流差动保护,利用上述差流特征可以获得区外故障实时的数据不同步时间信息,并在时域中实时调节差流和整定门槛,保证了差动保护不因区外故障数据不同步而误动。仿真验证表明所述方法能够可靠快速灵敏地识别高阻故障,不受分布电容影响,并且不需要两端数据严格同步。

双冗余总线通讯可靠性设计

目前双总线间的仲裁机制主要分为总线切换和双收双发2种。总线切换技术开发成本高,所以双收双发机制也被很多人使用。在双收双发机制中,双通道数据不同步的现象客观存在,尤其当总线负载过大时,双通道数据不同步的现象明显,会带来命令误判,引起通讯异常。因此提出一种解决双通道数据不同步的算法,采用设置帧序号池的方法,解决了双冗余总线通讯不同步的现象,提高了双冗余总线通讯的可靠性。

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。

一种输电线路故障测距的精细积分新算法

针对以往精细积分算法在计算暂态信号时误差较大、迭代结果容易发散的问题,通过使用一种新的差分格式对算法进行了改进,提高了算法的稳定性,增强了其对暂态信号的分析能力,并通过构造测距函数实现了基于暂态信号的输电线路故障定位.为使测距算法适用于双端数据异步的情况,利用故障前信号,提出了一种确定双端录波数据不同步时差和修正线路长度的算法,将其应用于三相输电线路的故障测距之中.算例仿真结果显示,采用该算法,故障定位精度绝对误差不超过0.6 km,最大相对误差为0.25%,且测距结果不受故障过渡电阻的影响,证明了算法的有效性.

一种同杆并架双回线路精确故障定位算法的研究

现场中TV、TA、电缆以及保护装置等对电压、电流传输的时延,众多因素导致两端数据很难做到真正意义上的双端数据同步,因此寻找一种既能精确反映高压输电线路参数的真实情况,又不需要两端数据同步采样的实用的精确定位算法,具有很大的理论和实际意义。针对此情况,本文提出一种基于参数估计且原理上不受采样不同步影响的同杆并架双回线路的精确故障定位新算法。该算法采用分布参数线路模型,利用双端数据和六序分量法,并考虑对不准确线路参数识别的问题。EMTP仿真表明该算法的正确性和有效性。定位精度较高,且不受故障过渡阻抗、负荷电流和系统运行方式的影响,不需要双端数据同步,对不准确的线路参数具有较好的自适应能力。该算法具有一定的工程实用价值。

基于双端不同步数据的故障定位算法

基于故障时沿线电压的分布规律提出了两种实用性较强的故障测距算法,利用线路两侧的电压和电流正弦相量计算故障距离,不要求双端数据的同步,能消除过渡电阻的影响,具有较高的工程实用价值。着重对输电线路故障测距方法进行可行性验证,采用ATP仿真获得故障线路的电气量值,并用M atlab计算故障点位置,仿真结果表明该方法有较高的精度,能满足现场实际要求。