基于特征频带暂态无功功率的配电网故障选线新方法

为解决小电流接地系统在相电压过零点附近特征频带选取结果不准确、保护装置采样不同步等问题,详细分析了零模网络下配电线路的相频特性,并据此提出一种基于特征频带暂态无功功率相关性检测的选线新方法。首先,对各出线暂态零模电流与母线差分零模电压进行交叉小波变换,将二者相关性较强且相位差稳定的区域作为故障选线的时频窗。然后,利用时频窗内暂态电压电流信号的幅值与相位信息计算得到暂态无功功率。最后,根据特征频带内故障线路暂态无功功率与非故障线路暂态无功功率流向相反的特点,利用互相关函数算法对各出线暂态无功功率的相关性进行检测,确定故障线路。理论分析和仿真结果表明,所提方法不受故障初始角、同步误差、噪声干扰等因素的影响,对高阻以及弧光接地具有较强的适应性,且适用于分布式电源接入的配电网单相接地故障选线。

一种自适应捕捉特征频带的配电网单相接地故障选线新方案

依据配电网单相接地故障时故障线路故障相与健全相之间故障分量的比值不小于2;健全线路在特征频带内故障相与健全相之间暂态分量的比值明显地小于2,且特征频带随系统结构、故障模式的变化而不确定的特征,提出一种新的单相接地故障选线方案,对于任一条馈线,先由故障相与健全相之间电流故障分量的比值大小判断该线路状态(健全或故障或可能故障);若为可能故障线路,则自适应地捕捉健全相暂态电流最集中的频带作为特征频带,由此频带内故障相与健全相电流暂态分量的比值大小最终判定该线路的状态(健全或故障)。仿真试验表明:该新方案能正确地判别故障线路和健全线路,且具有较高的灵敏度。

利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距

与架空线路相比,电缆线路行波色散更为严重,其行波波速度的确定及故障行波波头到达时刻的精确标定更为关键。将单端行波暂态信号进行小波分解并重构为多个频带的时域信号,采用相关分析计算每一个频带下2个波头的相关系数,选择相关系数最大的频带为特征频带,并利用特征频带的中心频率计算电缆行波波速。在特征频带内利用时域变换的TT算法,对行波波头到达量测端的时刻进行精确标定。由此构建了基于故障特征频带和TT变换的电缆线路单端行波测距方法。大量高压电缆故障测距的电磁暂态仿真结果表明,该方法有效,测距精度高。

基于特征频带内暂态零序电流特点的配电网单相接地故障选线方法

提出了一种新的采用特征频带内暂态零序电流集中式比较单相接地故障的自适应选线原理,设计了两种选线算法:提取各馈线中特征频带内的暂态零序电流幅值并进行相对比较,算法可以随系统运行方式变化、故障条件变化自适应的捕捉特征频带内暂态电流分量。当故障初始角较小、过渡电阻很大暂态分量很小时,采用零序电流有功低频分量幅值比较算法。该算法可适用于中性点不接地、非直接接地系统单相接地故障的各种情况。ATP仿真数据和现场实录数据的测试表明,综合选线方法具有很高的准确性和灵敏度,算法已经应用于YH-B811小电流选线装置中。

基于故障特征频带及形态谱的单相接地故障选线

针对谐振接地系统中发生小故障角故障和高阻接地故障的故障选线可靠性不高的问题,利用各线路零模电流暂态分量能量和最大原理构成的特征频带,详细讨论了故障线路和健全线路在不同故障情况下的零模电流在特征频带内的相位幅值差异,避免了传统提取特征频带时无法统一各线路特征频带的不足。基于此提出了综合利用特征频带和数学形态谱的融合判据实现故障选线,利用故障零模电流进行特征频带求取,提取特征频带内电流进行形态谱运算,用形态谱表征特征频带特征。PSCAD/EMTDC及综合实验平台仿真和实测数据表明:一方面零模电流的特征频带能有效滤除信号干扰,使故障线路与健全线路零模电流的幅值和相位差异更显著;另一方面由于形态谱在多刻度下对信号形态进行分析,基于形态谱的选线方法具有较强的抗干扰能力,可靠性更高。

云广±800kV特高压直流输电线路暂态保护特征频带选取

利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理能够实现线路全长保护。提取故障暂态量的特征频带对基于此原理的特高压直流输电线路暂态保护的研究非常重要。结合云广特高压直流输电系统实际参数,利用PSCAD/EMTDC建立云广±800kV特高压直流输电系统仿真模型。根据云广特高压直流输电系统边界实际参数,得出线路边界透射系数阻带。分析各种类型故障信号的频率特性,得出位于边界透射系数阻带内的故障信号主能量频带。故障信号特征频带是主能量频带内,满足衰减规律——线路及边界对故障信号的双重衰减效果要强于单个线路对信号的衰减的故障信号所对应的频带,特征频带内的故障暂态量能准确反映故障位置,可以提取特征频带内的暂态量作为线路暂态保护的故障信号。

基于特征频带小波包分析的小电流接地故障选线研究

分析了小电流接地系统单相接地故障时基波稳态零序电流、暂态零序电流和谐波零序电流的故障特征,并在此基础上确定了在进行小电流接地故障选线时应从零序电流暂态信号中提取故障特征量,提出了基于故障暂态电流特征频带小波包极性的选线算法,结合PSCAD仿真试验数据对选线算法进行了算例分析,并验证了算法的准确性。

基于特征频带小波包分析的配电网故障选线的研究

通过对配电网单相接地故障暂态过程的分析,提出了对暂态接地电容电流进行小波包分解,利用能量法提取出能量最大的频带,对各条线路的特征频带利用模极大值和信号奇异性理论,从而判断出故障线路的新方法。对该方法的选线原理进行了一定的介绍,仿真实验表明该方法具有精确、可靠、适应能力强等特点,具有重要的实际应用价值。

基于小波包能熵谱的爆震特征频带及强度分析

在1台航空煤油直喷发动机上进行爆震试验,然后基于小波包分解的方法提取缸内压力信号中不同频带的高频压力分量,计算其范数能量熵并组成小波包能熵谱,分析不同爆震强度工况下小波包能熵谱中的能量分布情况以探究点燃式发动机的爆震特征频带,最后提出一种新的爆震评价指标。研究结果表明:此台发动机的爆震产生的高频压力能量主要分布在4.6~16.5 kHz频带内,其中爆震特征频带分布在9.9~16.5 kHz,且此频带的能量随爆震强度增加而明显增大;基于研究结果将小波包能熵谱中各高频压力分量能量熵的最大值(the maximum ofentropy,MOE)作为新的爆震评价指标,且新的爆震评价指标MOE与用Siemens VDO算法得到的爆震因子(KF)相关系数在0.91以上,说明MOE能清晰地反映出不同强度等级的爆震工况;最后用受试者工作特性曲线(receiver operating characteristic,ROC)估计爆震阈值,在转速为3500 r/min、节气门开度为30%的工况下,将MOE为0.355作为爆震阈值最为合理。

利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距

相较于架空线路,电缆线路的行波色散问题更加严重,因此对电缆线路行波速度的确定,以及准确测定故障行波到达电缆线路的时间是一个较为重要的内容。将单端的行波暂态信号进行相应的分解或者重新构造,使其形成多个频带的信号,然后再针对去特征进行相应的计算。计算时要确保使用计算方式的合理性,每个频带信号两端的波头系数就是计算的重点内容。在计算时要选择最大的频带信号作为特征频带,该频带的中心频率就是计算电缆行波速度的重要数据,要确保其准确性。在特征频带中采用TT变换算法,对行波波头到达时刻进行精确确定。这就是基于故障特征频带与TT变换的电缆线路单端行波测距方法,在高压电缆故障测距中加以运用,能够提高效果及精确度。

基于特征频带的非有效接地系统选线技术

随着人们对供电可靠性和供电质量要求的提高，使其对配电网非有效接地系统单相接地故障的检测和选线方面的研究尤显重要。本文分析了非有效接地系统单相接地故障的选线问题，并对现存的选线方法提出一种改进的思路。根据特征频带的求取进行选线，可减小了因测量、算法误差而导致错误选线的概率，从而更为可靠、准确进行故障选线。

级联离散小波多频带分解注意力图像去噪方法

针对图像去噪网络中下采样导致高频信息损失和细节保留能力差的问题,设计了一种级联离散小波多频带分解注意力图像去噪网络。其中多尺度级联离散小波变换结构将原始图像分解为多个尺度下的高低频子带来代替传统下采样,能减少高频信息损失。多频带特征增强模块使用不同尺度的卷积核并行处理高低频特征,在子网络每一级下重复使用两次,可增强全局和局部的关键特征信息。多频带分解注意力模块通过注意力评估纹理细节成分的重要性并加权不同频带的细节特征,有助于多频带特征增强模块更好地区分噪声和边缘细节。多频带选择特征融合模块融合多尺度多频带特征增强选择性特征,提高模型对于不同尺度噪声的去除能力。在SIDD和DND数据集上,所提方法的PSNR/SSIM指标分别达到了39.35 dB/0.918、39.72 dB/0.955。实验结果表明,该方法的性能优于主流去噪方法,同时具有更清晰的纹理细节和边缘等视觉效果。

基于特征频带磁感应相移谱检测家兔脑出血的实验研究

本研究目的是提高脑出血磁感应相移检测系统的灵敏度。采用基于特征频带磁感应相移谱的检测方法,对通过自体血注入法建立脑出血的13只家兔进行实验研究,获得了65组相移谱数据,然后根据特征频带下脑出血相移谱的特点设计用于判断脑出血严重程度的B-F分布图。结果显示特征频带内兔脑相位差随出血量增加而增大,出血量3mL时相位差可达-7.750 3°±1.420 4°;B-F分布图能有效地判别脑出血严重程度。本研究显示基于特征频带磁感应相移谱的检测方法将脑出血磁感应检测的灵敏度提高了一个数量级。

基于电压特征能量的低压交流串联电弧故障检测方法

串联电弧故障电流波形受负荷类型影响较大,利用电流特征构建通用故障判据难度较大。为识别故障点电弧电压,提出了一种基于电压特征能量的串联电弧故障检测方法。首先,通过分析故障点电弧电压及监测点故障电压特征规律,对故障信息的特征频带选择进行了论证。然后,以不同负荷下的电弧电压波形特征归类为依据,提出了基于电压特征频带全域能量幅值和敏感相位域能量相位信息的故障检测方法。最后,利用全域总能量幅值和敏感域能量相位映射统计比实现了综合故障检测策略的构建。试验结果表明,所提方法在不同线路参数和测试负荷下的故障检测准确率超过了98%且无误检发生,验证了其有效性。

基于改进倍频带特征的离心泵空化状态识别

空化状态识别是离心泵状态监测的难点之一。对离心泵的空化进行了试验研究,采集了三种转速时泵壳上两个位置处的振动信号,根据离心泵的特点对标准倍频带进行改进,基于改进倍频带和标准倍频带构建了振动信号的特征向量,利用BP神经网络对离心泵的四类空化状态进行识别。研究表明:改进倍频带比标准倍频带更能有效地提取离心泵空化振动信号的特征;利用任意一处振动信号的频带特征都能够有效地识别扬程降低大于3%的严重空化状态,联合利用两处振动信号的频带特征能够有效地提高对正常状态和空化程度较轻状态的识别率。

基于特征频带相电流提取的故障选相和选线方法

为有效提高故障选相和选线的准确率,提出基于三相暂态电流信号小波分析的故障选相和选线方法。通过母线处故障相和两健全相的暂态电流差异判断出故障相;对各条线路的暂态电流进行小波包的分解和重构,计算各条线路暂态电流在特征频带内的重构系数比值,利用此值的差异辨识故障线路;在PSCAD仿真软件中搭建包含架空线-电缆混合线路的10 kV典型配电网模型,考虑不同中性点接地方式和过渡电阻大小,利用多组仿真算例验证了所提出故障选相和选线方法的正确性。

多频带分析的配电网单相接地故障选线

针对多年来一直未得到根本解决的配电网单相接地故障选线问题,在分析故障选线现状和基于小波包选线方法的基础上,提出了多频带分析的选线方法。根据各线路暂态零序电流信号小波包分解的能量分布情况,提出对各线路选择能量集中的特征频带或组合特征频带;并根据故障线路和非故障线路暂态零序电流大小关系原理,比较各条线路特征频带或组合特征频带的暂态零序电流的能量以确定故障线路。现场数据和大量的Matlab仿真试验结果表明:该选线方法可以准确、可靠地实现配电网单相故障的选线。

电压电流能量信息融合的低压交流电弧故障检测

针对串联电弧故障检测判据选择难、阈值设置难的问题,本文在传统基于电流检测方法的基础上融合使用电压信息,提出了一种电压电流能量信息融合的交流电弧故障检测方法。以分析开关电源和非开关电源类负荷下的各自故障特征为基础,提出了利用电压半波总能量的开关电源类电弧故障直接判定方法,并融合使用电压电流特征能量波形相关性实现故障线路的选择;提出了基于敏感域电压电流最大瞬时特征能量相位匹配的适用于非开关电源类负荷下的故障检测方法,以特征能量相位信息构建判据,克服了传统检测方法的阈值设定困难问题。本文检测方法判据虽利用了负荷分类思想,但由于开关电源类负荷下的故障检测可利用电压半波总能量幅值实现故障直接判定,因此实际应用中无需辨识负荷类型。相较传统利用电流特征的检测方法,本文方法具有判据简单、易于阈值设定的优势。试验结果表明,本文方法可有效用于多种类型负荷的电弧故障检测,检测时间满足相关标准规定。

谐振接地系统单相接地故障频谱特征分析

基于谐振接地系统单相接地故障暂态等值电路,从理论上详细分析了故障电阻变化时系统暂态特性的变化情况,得出在故障电阻较小时系统处于欠阻尼状态,随着故障电阻的增大,系统进入过阻尼状态,最后又过渡到另一种等值电路下的欠阻尼状态。建立了含电缆线路的谐振接地系统模型,仿真分析了电缆线路的引入,以及故障初相角、故障距离、故障电阻变化时,暂态零序电流及其频谱特征的变化规律。仿真结果表明:电缆线路的引入将使暂态电流频谱主成分向低频段移动;故障电阻的大小对含电缆线路的谐振接地系统单相接地故障暂态电流频谱特征影响很大。

基于暂态零序电流特征的小电流接地选线装置

提出了一种利用故障时暂态量信息的易于工程实现的小电流综合选线方案,并以此开发出了YH-B811小电流选线装置。装置算法基于自适应捕捉特征频带内的暂态零序电流幅值与零序电流低频有功分量幅值比较的综合选线原理。前者可以随系统运行方式、故障条件的变化自适应地捕捉特征频带内暂态电流分量幅值并通过比较选出故障线路;后者是当故障初始角较小、过渡电阻很大、暂态分量很小时,提取零序电流有功低频分量幅值进行比较选线。该综合算法可适用于中性点不接地、非直接接地系统单相接地故障的各种情况。装置硬件部分是基于MCF5272和FPGA的高精度快速工作平台。