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。

接触网行波故障测距问题研究及对策分析

随着“十三五”规划逐步落地,电气化铁路正逐步完成规划内指标,高速扩张的同时电气化铁路的结构形式正逐步发生变化,传统的站内故障测距形式越来越无法保证接触网线路的供电稳定性。本文从行波法接触网故障测距角度着手,分析了现阶段接触网行波法故障测距存在的取能问题、安装局限性问题以及行波在接触网线路中折反射的问题,并且对相关问题给出一定的见解与对策,从而完善行波法接触网故障测距在复杂结构接触网线路中的应用,实现接触网线路运维管理的智慧化、自动化,同时对未来接触网线路运行维护做出了展望。

现代行波故障测距装置及其运行经验

介绍了 XC- 1 1型现代输电线路行波故障测距装置的构成及工作原理 ,并总结了该装置自1 995年以来在我国电网中的运行经验。该装置直接采集常规电流互感器二次电流信号 ,并采用 3个独立的单片机系统分别完成高速数据采集与处理、GPS时间同步与锁定以及通信和人机对话等功能。装置实现了 A,D,E等 3种现代行波故障测距原理 ,其中 A型和 E型均为单端原理 ,而 D型为双端原理。运行经验表明 ,该装置具有较高的可靠性、准确性及性能价格比 ,其平均绝对测距误差不超过 40 0 m,最大绝对误差不超过 90 0 m。

基于宽频信息的高压直流输电线路行波故障测距方法

针对目前直流行波故障测距精确度较低、对运行工况和故障条件适应性差的问题,提出了基于宽频故障信息的行波测距方法。首先,对直流故障行波的变波速特性及其与宽频信息之间的内在联系进行了深入分析,揭示了其对行波测距的影响机理。在此基础上,提出了基于宽频故障信息的行波测距变波速处理方案,有效解决了行波测距中的波速选取问题,提高了现有测距算法的测距精度。进一步,将该方案与模量传输时间差原理相结合,形成了无需检测故障行波第二波头的新型单端测距算法,具有较强的实用性和可靠性。在EMTDC环境下,以天广直流系统为背景进行了仿真分析,相关结果验证了所提测距方法的有效性和实用性。

考虑波速变化特性的直流输电线路行波故障测距新算法

提出一种考虑波速变化特性的新型直流行波故障测距算法,有效解决了由于采用固定波速造成的某些故障距离下测距误差过大的问题。首先深入分析了故障行波的变波速特性,得出结论:对于合适分辨率的测距装置,行波波速为故障距离的一元函数。基于这一结论深入分析了变化波速对直流行波故障测距的影响机理,并提出了考虑波速变化特性的新型故障测距算法。在EMTDC环境下进行了仿真分析,相关结果证实了所提算法的有效性。

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用—A型原理

长期以来,对输电线路暂态行波现象的研究只停留在理论分析和EMTP仿真方面,而线路上的实际暂态行波波形要比通过仿真获得的暂态行波波形复杂得多,这使得迄今为止所提出的各种单端行波测距算法难以发挥作用。为了将利用故障暂态行波的A型单端现代行波故障测距原理更好地用于实测波形分析,将其划分为3种独立的运行模式,即标准模式、扩展模式和综合模式,并给出了各自用于实测电流暂态波形分析的典型实例。实测故障分析表明,A型现代行波故障测距原理具有很高的准确性,其绝对测距误差不超过500m。

行波故障测距装置的检测与评价

为了开展行波故障测距装置型式试验,分析了输电线路行波故障测距装置的相关标准,提出了装置的检测项目。针对行波故障测距精度主要影响因素,建立了行波故障测距装置功能和性能测试系统,并通过测试实例,详细介绍了仿真模型建立及故障的设置方法。试验结果证明了测试方法的有效性和实用性。最后依据DL/T 357-2010标准,在多年设备检测的基础上,提出行波测距装置评价体系,对装置的软件与硬件综合性能进行评判,提出装置应用范围,为工程设备选型提供技术依据和保证。

输电线路行波故障测距技术的发展与应用

行波法故障测距是利用故障产生的高频暂态电压、电流行波信号的波速及其在母线和故障点间的传播时间进行故障测距的方法。近年来,随着高速数据采集和处理、全球定位系统时间同步等技术的发展,以及行波故障测距装置实际运行经验的不断积累,故障暂态行波测距原理及算法在不断改进,行波故障测距技术也在不断发展。本文对国内外行波故障测距关键技术、改进算法、装置实际运行情况进行了调研、分析和总结,并对行波故障测距技术的发展和应用前景进行了展望。

小波方法在超高压输电线行波故障测距中的应用

输电线路发生故障后将产生向变电站母线运动的行波,因此可以在母线处采集并记录故障电流行波,利用小波变换快速算法即可实现输电线路的精确故障测距。但由于输电线路故障电流信号中具有很强的突变信息,因此须用小波变换对实变信号进行奇异性检测,从而将奇异信号发生的时刻转换为故障距离。文章通过EMTP仿真计算及对结果的详尽分析,提出了一种利用小波变换模极大值的传播来计算故障距离的新方法。仿真试验表明了该方法具有较高的测距精度。

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。

基于信号相位检测的输电线路行波故障测距方法

通过对输电线路短路故障暂态过程中电流行波的相位变化情况进行分析,发现短路故障发生时,电流行波中出现的暂态分量将导致电流行波的相位发生突变。根据这一特征,文章提出将信号相位检测用于故障测距的新方法,该方法与传统测距方法的区别在于确定信号突变点的方式不同。新方法利用小波变换提取信号相位,并通过相位模极大值的计算确定信号突变点。仿真实例证明新方法是可行的,对于幅值变化轻微的信号,采用文章提出的相位检测法对突变点的检测效果更好。由于该方法计算复杂,因此适合作为高阻接地等特殊故障条件下对现有测距方法的补充。

煤矿35kV配电线路行波故障测距技术

为解决煤矿供电系统中35kV线路故障点不易查找的问题,提出了综合利用母线端检测到的故障初始电流行波和线路末端检测到的故障初始电压行波实现线路故障快速定位的新方法。分析发现,线路单相接地和相间短路故障都产生行波线模分量,因此对各种类型故障都可采用参数稳定的线模分量作为测量信号,利用可靠的双端行波测距法测量出故障点位置。简要介绍了行波故障测距系统的构成及基本工作原理,详细阐述了行波信号的获取、超高速数据采集、时钟精确同步以及故障测距精度的提高等关键技术问题的解决方案。现场试验证明了所提方法的正确性。

全并联AT牵引网行波传播特性研究及单端故障测距算法

针对具有特殊结构的全并联AT牵引网在实施有效可靠的单端故障行波测距时存在的问题,根据AT牵引网的线路特点,对其上下行线路进行相模变换解耦,将行波分解为同向模量和反向模量,并结合AT自耦变压器的电磁暂态模型,推导行波同向模量在AT并联连接处的波过程时域表达式,仿真验证解析解的正确性,揭示初始波到浪涌波尾的衰减形状与自耦变压器漏阻抗的关系;分析行波各模量的传播特点,得到反向模量只在故障发生区段内折反射的结论。在此基础上,提出利用反向模量只存在于故障区段内及同向模量通过AT后波尾衰减加剧的现象判定故障区段的方法,对不同区段提出行之有效的单端行波故障测距算法。

基于母线扰动信号的配电网混合线路行波故障测距技术

中压配电网母线处施加扰动信号与故障指示器相配合实现故障区段定位的技术,得到越来越多的广泛应用。母线处扰动信号源能够产生行波信号,这为故障测距提供了可能。文中提出了一种基于母线扰动信号的单端故障行波测距技术。在发生永久性单相接地故障后,将非故障相母线经电阻接地,依据行波传输原理选取某个有效的线模分量,通过测量该线模分量反射行波到达时刻与扰动信号产生时刻的时间差计算故障距离。分析研究了多分支架空线-电缆混合线路的故障测距解决方案,并应用最小二乘估计对多次测距的结果进行有效融合,得到更为准确的测距结果。仿真与现场试验结果证实了测距技术的准确性。

考虑波速变化特性的直流输电线路行波故障测距新算法

提出一种考虑波速变化特性的新型直流行波故障测距算法，有效解决了由于采用固定波速造成的某些故障距离下测距误差过大的问题。首先深入分析了故障行波的变波速特性，得出结论：对于合适分辨率的测距装置，行波波速为故障距离的一元函数。基于这一结论深入分析了变化波速对直流行波故障测距的影响机理，并提出了考虑波速变化特性的新型故障测距算法。在EMTDC环境下进行了仿真分析，相关结果证实了所提算法的有效性。

基于电压行波原理故障测距的相关问题研究

本文首先对基于电流行波和电压行波原理的故障测距进行了比较,接下来着重论证了提取电容式电压互感器(CVT)二次电压行波进行故障测距的可行性,并对CVT的行波传变能力进行了仿真分析,提出了小波变换和高速数据采集是保证电压行波故障测距准确性的两个重要方法。最后介绍了基于电压行波原理故障测距的应用情况及发展前景。

基于小波变换的铁路10kV系统单相接地故障行波测距法

提出了三相母线外加同一电压脉冲的基于小波变换的行波测距法和平均波速度折算算法,并对一条铁路10kV 信号电源供电系统进行了 MATLAB 仿真,仿真结果证明所提方法的正确性。

基于行波法的输电线路双端故障测距系统研究

本文论述了基于行波法的双端测距原理,明确指出行波法测距就是通过检测输电线路上由短路故障引起的电流电压突变形成的行波的一种确定故障点的方法,结合前人工作经验,提出了延迟比较算法来检测故障行波的突变。并把它们应用到所研制的故障测距系统中。

小相角故障行波测距方法研究

为滤除环境干扰,提取输电线路小相角故障时的微弱行波信号,实现准确故障测距,提出了能量比法。从行波能量角度出发,选择合理时间窗,并利用时窗滚动处理故障行波进行能量比计算,得到信号波头时延以实现故障测距。仿真结果表明,该方法在低信噪比环境下有较强抗干扰能力,对微弱突变有效信号也十分敏感,可广泛应用于行波故障测距领域。

输电线路行波故障测距装置试验研究

近年来,基于行波理论的故障测距装置已经广泛进入工程应用,目前的试验手段包括动模试验无法产生高频暂态行波,行波故障测距装置的测试与评估已成为亟待解决的问题。为了开展行波故障测距装置型式试验,分析了输电线路行波故障测距装置的相关标准,针对行波故障测距准确度主要影响因素,建立了装置功能和性能测试系统,提出了装置的检测项目,并通过测试实例,详细介绍了仿真模型建立及故障的设置方法。