基于波形群灵敏角特征的输电线路故障单端行波辨识与测距

针对输电线路单端行波测距难以可靠、有效辨识第二个波头的不足,该文提出基于波形群灵敏角检测的单端行波辨识与测距方法。首先,对线路故障波过程的解析和规律分析,发现波头局部波形呈现灵敏角和非轴对称性的特点。进而提出利用Radon变换变角度投影检测最灵敏角并判别最灵敏角两侧非轴对称特性,实现单端故障初始行波及多次同极性行波群的可靠辨识。最后,基于多次同极性行波到达时差构造多测距算式,输出最合理测距结果。所提方法将时域波头辨识转化为波形图像空间域最灵敏变化方向和几何轴对称性的检测,抗干扰能力强,大幅提升检测可靠性和后续波头的识别能力,提升单端测距算式冗余性。大量实测和仿真数据测试表明,算法有效、可靠、直观,适用范围广,为单端行波分析故障测距及扩展应用提供了新思路。

全并联AT牵引供电系统雷击故障测距多路径行波算法研究

针对AT变压器和并联结构导致行波传播路径复杂,行波波头性质难以有效识别和行波色散现象,线路频变参数特性导致波速不稳定的问题,提出一种基于多路径行波测距方法。基于上下行电流行波传播的差异性,利用电流相似度识别故障区段。探讨全并联AT牵引网结构对行波传播特性的影响,并对电流、电压行波传播路径进行标定。基于多路径电流、电压行波极性分析,筛选出用于故障测距的多路径行波,以推导出消去波速的测距方程。仿真表明:所提测距方法可以有效识别波头性质,且计算故障距离基本与波速无关,不受牵引网区段长度、结构影响。

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。

基于行波原理的高压电缆故障在线测距技术

针对高压交叉互联电缆存在故障波形复杂,离线测距困难以及潜伏性故障难以可靠探测等问题,提出了一种基于双端行波原理的高压电缆故障在线测距技术。首先通过研究三相交叉互联电缆各模量的故障行波过程,给出了不同接线形式下电缆端部故障初始电压电流浪涌计算方法与测距信号的选择方案,然后分析了行波测距信号对传感器带宽的要求,提出了基于线性电流耦合器和电场传感器的行波测量方式。针对现有方法难以可靠检测的潜伏性故障,通过计算半周期内电流突变量真有效值进行检测并利用行波测距定位故障点。在实际系统的试验以及现场在运的测距系统检测结果表明,该方法测距误差小于3.2米,结果稳定,有较高的工程应用价值。

基于行波的电力电缆故障测距主要问题研究

传统的架空输电线路已无法满足城市生活学习的要求,交联聚乙烯电缆由于具有占地面积小、负载大等优点,越来越受到城市输电的青睐。随着越来越多的架空输电线路被交联聚乙烯电缆线路所替代,电力电缆故障测距也成为了输电线路安全生产的重要影响因素。本文从行波法故障测距的角度出发,阐述了现阶段行波法故障测距应用于输电电缆时的主要问题,并对相应的问题做出了总结性归纳,指出了未来行波法故障测距应用于电力电缆时的主要研究方向,为输电电缆行波测距提供了研究方向的参考。

接触网行波故障测距问题及处理对策分析

接触网作为电气化铁路的重要组成部分,其安全运行直接关系到铁路运输效率,但由于受到环境因素、设备老化、人为操作失误等因素影响,时常发生接触网故障,其中行波故障因其突发性和隐蔽性,给故障定位带来严峻挑战。基于此,本文分析现有测距方法的优缺点,在此基础上提出一种基于行波特征的故障测距新方法,该方法通过采集故障发生时产生的行波信号,利用先进的信号处理技术和模式识别算法,精确测定故障位置。针对行波故障处理中存在的问题,本文相关应对策略。包括加强接触网的日常维护和检测,提高设备抗干扰能力,优化故障处理流程,以及建立快速响应机制等。这些对策旨在缩短故障处理时间,减少对铁路运输的影响。

基于双端行波测距的配电网线路单相弧光接地故障检测

配电网线路中的单相弧光接地故障因其隐蔽性和突发性,对电网的安全稳定运行构成了严重威胁。针对这一问题,文章提出了一种基于双端行波测距的故障检测方法,阐述了如何确定行波波速,以及如何利用双端行波测距技术实现对单相弧光接地故障的准确检测,并通过实验验证所提方法的有效性,期望为配电网故障检测技术的发展提供新的思路和方法,为电网的安全稳定运行贡献力量。实验结果表明:文章方法相比其他方法具有更高的检测精度,为配电网故障检测提供了一种新的技术手段,有助于提升电网的故障响应速度和运行可靠性。

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。

基于行波模态分解的特高压直流输电线路双端行波测距方法

基于晶闸管换流器的特高压直流输电系统(ultra-high voltage direct current based on line commutated converter,LCC-UHVDC)的故障定位算法对智能电网的安全稳定运行起着重要作用。针对长距离特高压直流输电系统故障测距方法精准度低、快速性差的问题,提出了一种基于变分模态分解法(variational mode decomposition,VMD)和Teager能量算子(Teager energy operator,TEO)的双端行波故障测距方法。首先,研究了LCC-UHVDC线路故障电压行波的传播特性。利用零模电压随线路传播衰减明显的特征,通过VMD算法提取采样点处零模电压行波的时频特性。针对VMD参数选择不当导致的模态混叠问题,利用K-L散度(Kullback-Leibler divergence)对提取的模态指标进行优化。然后采用TEO对分解后信号进行瞬时能量谱提取,精确标定波头到达时间,最后采用双端迭代测距法迭代求解故障距离。在PSCAD/EMTDC搭建±800 kV LCC-UHVDC仿真模型进行验证。结果表明,所提方法在不同故障位置、过渡电阻和故障类型下具有较强的鲁棒性。

配电线路行波故障测距初探

探索综合利用故障初始电流、电压行波线模分量实现配电线路双端故障测距的新方法。根据不同配电线路的结构特点,分别提出了“电流-电压”、“电压-电压”和“电流-电流”3种双端行波测距模式。简要分析了小电流接地故障及相间短路故障的行波特征,阐述了故障行波信号的获取、故障过渡电阻、配电网混合线路、多分支线路以及行波波头的准确标定等影响故障测距的关键技术问题。提出利用线路末端配电变压器传变电压行波,解决配电线路末端行波信号不易获取的问题。最后通过现场试验初步验证了该方法的可行性。

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。

行波法与阻抗法结合的综合单端故障测距新方法

提出了一种基于小波变换模极大值的行波法与阻抗法相结合的单端故障测距方法。首先用行波法进行单端故障测距,利用故障点的反射行波与入射行波到达测量端的时间差计算故障距离。行波法不用区分故障点的反射波和对端母线的反射波以及相邻线路的折射波,故得到多个测距结果,再用单端阻抗法对行波法测距结果进行筛选,选择最接近的一个结果作为最终测距结果。仿真计算表明,所述测距方法不受故障类型、系统运行方式等因素影响,鲁棒性较强。

基于行波时频特征的单端故障测距方法

行波波速度的确定及故障行波波头到达时刻的标定是影响行波测距精度的主要因素。在考虑线路参数频变特性对行波传播特性的影响的基础上,提出基于行波时频特征的单端测距方法:利用行波信号的利普希茨(Lipschitz)指数将行波信号的时频特性联系起来,运用最小二乘法拟合检测到的第2个行波波头的Lipschitz指数,并据此确定故障行波的频率成分及其到达时刻,计算故障距离。EMTDC仿真实验结果表明:所提方法测距精度较传统的行波测距方法有较明显的提高,且不受故障距离、故障电阻、故障初相角和故障类型的影响,能很好地适应完全换位和非完全换位线路。

利用GPS的输电线路行波故障测距研究

输电线路发生了故障后，故障点将产生向两侧变电站母线运动的行波，利用ＧＰＳ记录两侧行波波头到达的时间，可实现输电线路精确故障测距。根据这一原理研制成功的输电线路行波故障测距装置ＸＣ－１１已投入试运行。

基于广域行波初始波头时差关系矩阵的配电网故障选线及测距

配电网发生故障时,故障馈线支路准确辨识及准确测距是实现恢复供电的基础。针对常见的单端辐射状配电网故障时行波在电网中传递特点,异地同步监测各个出线末端的电压行波信号,优化小波分析函数准确获取行波波头抵达时刻,在此基础上提出了一种基于广域行波初始波头时差关系矩阵的配电网故障选线方法。该方法首先建立各个馈线支路间初始波头到达时差(time difference of arrival,TDOA)矩阵,然后根据故障时各支路波头实际TDOA矩阵,计算各线路矩阵谱范数大小,通过谱范数值差别找出故障馈线,并利用初始波头时刻数据实现故障测距。实验分析结果表明,在考虑同步测量时间误差的情况下能准确判断故障馈线并实现故障测距。

树型配电网单相接地故障行波测距新算法

提出了利用零模行波分量和线模行波分量速度差的故障测距新算法,由于只判断行波的初始波头到达时刻,所以不受分支的影响。针对零模分量波速度随频率变化大的问题,该文通过分析发现了零模波速度的变化规律以及和波头李氏指数的对应关系,两者都只与距离有关,且不受其它因素影响,这样根据波头李氏指数,通过样条插值,就可以估算出零模波速度,解决了零模波速度难以确定的问题。通过ATP对该算法进行仿真,结果证实了该算法的有效性。

与波速无关的输电线路双端行波故障测距研究

根据现有的输电线路双端行波故障测距原理,提出一种与波速无关的双端行波测距方法。采用小波变换法对行波信号进行分析,判断故障初始行波和故障点反射行波到达线路两端母线的时间,求解一组由距离、时间和速度组成的方程组,得到与波速无关的故障测距公式。理论上该方法不受行波波速的影响,并且具有较高的测距精度。通过Matlab软件仿真,证明了该方法的有效性和正确性。

配电混合线路双端行波故障测距技术

该文提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线、电缆混合线路单相接地及相间短路故障测距,分析了故障初始行波模分量的暂态特征。研究发现,尽管中性点非有效接地系统单相接地故障后线路稳态线电压保持不变,但其故障暂态过程仍产生行波线模分量,这样单相接地及相间短路故障均可利用参数比较稳定的行波线模分量作为测量信号。分析表明行波在配电混合线路传播过程中发生复杂的折、反射,应该利用双端行波测距法测量故障距离。针对架空线和电缆波速度不一致的问题,给出了基于时间中点的故障点搜索算法。分析了电压、电流行波在线路末端的反射规律,为选择合适的行波测量信号提供了理论基础。现场试验表明文中所述方法可行有效。

影响输电线路行波故障测距精度的主要因素分析

行波测距是利用高频故障暂态电流、电压的行波来间接判定故障位置,包括单端行波测距法和双端行波测距法。文章对行波故障测距装置在实际应用过程中可能影响行波法测距精度的一些主要因素进行了讨论,包括雷电波的影响、故障时电压相角的影响、故障类型的影响、故障位置的影响、母线端接线的影响、线路类型的影响等,并提出了相应的解决方案。

基于初始反极性行波检测的单端故障测距算法

从正、反极性初始故障行波综合利用的角度,提出了检测初始反极性行波实现单端故障测距的新算法。初始反极性行波检测过程中所受干扰相对较少,检测可靠性较高,并且其出现时刻与故障点位置具有特定的分段线性关系。通过"三一类"母线(测量端本端为三类母线,对端为一类母线)初始反极性行波的特征分析并辨识其出现时刻,结合初始故障行波,可有效确定该母线类型下故障点所属线路区段和第2个波头性质,并可初步测量出故障点的位置,依此构造稳定可靠的单端行波测距算法,并确定故障点的精确位置。该算法利用初始正、反极性行波波头,检测可靠性相对较高。仿真验证表明,该算法可有效确定故障点的位置,并将显著提高单端行波故障测距的适应能力及准确性。