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。

基于CRS-LMD和SVD的MMC-HVDC线路故障测距方法

直流输电线路故障行波波速不确定、波头提取困难以及噪声干扰等因素制约了直流电网中故障测距技术的应用。为了降低上述因素对定位准确性的影响,提出一种基于局部特征有理样条插值均值分解(LMD based on characteristic rational spline,CRS-LMD)和奇异值分解(singular value decomposition,SVD)的故障测距方法。首先,利用特征尺度选取最优极点系数,结合有理样条插值调节拟合曲线的松紧程度,实现对故障电压行波的局部均值分解。其次,采用奇异值分解对故障行波波头进行准确提取。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了张北±500 kV柔性直流电网的仿真模型,模拟各种故障情况并输出故障数据,利用Matlab对故障数据进行处理并验证定位算法。最后,仿真结果表明,所提故障测距算法在不同故障距离和故障类型下均能实现故障测距,且在叠加噪声和过渡电阻的情况下也能保障较高的精确性。

应用分布式电压传感技术的配电线路行波故障测距

提出了一种配电线路故障测距方法,该方法由2部分组成,首先采用基于电压行波到达时间序列的故障区间判据实现故障区判别;然后对确定区间实施双端法行波测距以实现精确故障定位。其核心是分布式电压传感器,该传感器采用Pockels原理实现线路电压的一二次传变,进而通过光纤通道实现线路电压信息的实时传输,可以有效完成远端节点电压的集中、同步、高速采集和处理。所提行波法同样适用于中性点非有效接地系统的单相接地故障准确测距。仿真验证了该方法的正确性,该方案不受中性点运行方式、系统运行状态的影响,故障定位误差小于100m以内,满足配电网对故障测距的实际需求。

应用于环形电网故障定位的新型双端行波测距法

对环形电网的故障进行快速准确定位是电网稳定运行的重要保障。对环形电网故障行波特征进行分析,通过小波变换结合新型行波双端测距法,对故障行波进行定位分析。采用仿真分析软件搭建环形电网模型,利用故障时三相电流行波的模值特征判别故障类型,确定故障最终位置。仿真结果显示,新型行波双端测距法相较于传统故障行波分析法降低了对波速的依赖,且不受线路参数变化的影响,减小了故障测距的误差,提高了环形电网中故障点定位的准确性。

基于离散小波的多测点行波法故障测距在混合线路中的研究

架空-电缆混合输电线路由于存在波阻抗不连续点,导致行波波速产生突变,从而使故障测距误差增大。针对这一问题,提出了一种基于离散小波的多测点混合输电线路故障测距方法。首先利用离散小波对线路故障信号进行处理,确定故障行波波头到达测量点的时间;然后利用多测点测距方程得到故障测距的结果。仿真结果表明:所提方法解决了行波波速突变对测距精度的影响,与传统双端测距方法相比较,其测距距离更为准确,满足工程实践定位误差在200 m以内的要求。

基于双端行波测距的配网线路故障多重定位方法

传统的故障定位算法未有效整理和分析故障信息,导致定位过程受到冗余信息的干扰,造成定位不准确的问题。为此,该文提出了基于双端行波测距的配网线路故障多重定位方法。在线路首端采用电流传感器采集线路信息,在线路末端采用电压传感器采集线路信息,并在分析故障信息的基础上得到区间故障信息向量。在双端行波测距原理和北斗导航技术的支持下,求出故障行波到达线路两端的时间,并以此判断故障到端点的距离。对时差和总时间的比值进行分析,从而确定故障点位置。仿真结果表明,该方法在线路始、末两端能够精准获取故障数据,且具有精准定位效果。

分布式定位技术在配网故障测距中的应用

配电网络结构复杂且支路多,传统离线定位正逐渐被在线定位方式所取代。本文讲述了一种配电网在线式故障监测系统,介绍了系统的架构及其支撑条件,并提出采用分布式行波测距方法,根据不同安装点采集到的故障行波,综合性进行定位分析,同时考虑了行波经环网柜后的衰减情况,制定了合理的安装布局方式。该测距方法的应用,减小了行波衰减对测距结果的影响,优化了行波波速,提升了定位结果准确性及可靠性,而且实际诊断效果较好,应用前景乐观。

矿用电缆单相接地故障行波特性及测距方法研究

为提高矿用电缆测距准确度,提出一种利用缆芯与屏蔽层间注入行波的故障测距方法。首先,介绍电缆的多层结构并分析了电缆发生接地故障时的过渡电阻分布情况;然后,分析入射脉冲的行波电磁特性,并进行验证;其次,基于入射脉冲的电磁特性分析行波的折反射系数,探究两种不同脉冲注入方式下反射脉冲的幅值特性,提出基于电缆屏蔽层的故障测距方法,并在PSCAD/EMTDC仿真平台对方法的有效性和正确性进行验证。结果表明,采用缆芯-屏蔽层的行波注入方式测得的反射脉冲幅值更大,反射脉冲识别和故障测距准确性更高。

基于混合直流交流系统的一体化故障测距仪设计

为解决混合直流交流输电系统中故障测距的问题,本文采用双D型行波原理,通过捕获混合直流交流输电系统内部故障引发的初始行波,对行波在系统两端到达的时间差进行测量,计算故障点到两端测量点的距离。故障测距系统包括2台故障行波采集装置、行波故障分析主站和通信网络。通过GPRS/CDMA网络传送故障行波数据至分析主站,生成双端行波故障测距结果。仿真结果显示,本文方法在发生大规模故障的情况下可识别出130个故障。在测距精度方面,本文方法的测距精度高于其他方法,为混合直流交流系统的故障定位提供了一种高效可靠的解决方案。

基于双数据源的直流输电线路故障测距方法

介绍了针对直流输电线路的双端行波法、单端行波法和时域故障分析法等故障测距方法的原理、特点及应用现状。针对实际工程应用中出现的行波测距法数据来源可靠性相对较低以及时域故障分析法故障测距精度低等问题,提出了时域故障分析法与行波法相结合的直流输电线路综合故障测距方法。利用双数据源,包括高速数据及低速数据,通过单端行波法/时域法分别计算可能故障点,并利用小波变换模极大值的幅值、极性特征筛选确定故障点,将单端行波测距法的精度优势和时域法测距数据的可靠性优势相结合。最后通过PSCAD仿真对该方法的有效性进行了验证。

基于单端行波法的铁路接触网故障测距技术研究

现阶段应用于铁路接触网线路故障测距的方法大部分为阻抗法推导而来,影响其故障测距精度的因素较多,尤其是系统的运行方式及故障点短路阻抗,在进行多分支故障测距时可能出现无法区分是主线还是支线故障的情况,因此接触网故障测距技术的升级显得极为重要。为此,引入行波法故障测距技术,对单端行波法故障测距技术进行了研究,利用ATP-EMTP仿真软件构建接触网线路等效模型,采用模极值点的方式进行单端测距波头标定,仿真不同故障情况下单端测距算法的可行性;此外,利用监测装置结合仿真情况对接触网线路进行现场故障测距验证,结果表明单端行波法故障测距技术具有较高的精确性与稳定性。

行波测距在高速铁路接触网中的应用研究

从现阶段常规的接触网故障测距入手,分析了现阶段常规接触网故障测距存在的问题,引入了接触网行波故障测距,设计了一套行波故障测距系统。将该系统投入到接触网现场试用,现场实验表明行波故障测距比传统的接触网故障测距具有更高的适应性,是未来接触网故障测距的主要趋势。

基于行波电流的光伏集电线路故障原因辨识

光伏场站的运行环境较为恶劣且光伏集电线路结构复杂,导致了集电线路故障频发,从行波电流和行波法故障测距介绍入手,对光伏集电线路极易发生的故障的行波电流特征进行研究,将高发类故障行波电流特征进行分类,并提出故障行波电流特征提取算法,以便于光伏集电线路再次发生故障时,可利用算法快速识别故障原因,保障线路稳定运行。

基于FPGA的10kV架空线路行波故障定位装置设计

本文提出了一种基于FPGA的10kV架空线路行波测距定位故障点的方法。通过10kV架空线路配电网中故障发生的行波传输到架空线路两端的时刻差值,计算故障位置到线路两端测量位置的距离,从而达到定位故障点的目的。

输电线路双端行波测距算法研究

高压输电线路在我国广泛分布,准确定位线路故障点,对于保障电力供应的可靠性与稳定性,防止故障进一步扩大,并且减少运维、检修人员的工作量至关重要。提出了一种采用双端行波测距的算法定位故障点,首先将输电线路划分为几个区间,每一个区间节点处安装行波测距仪;然后根据每一个行波测距仪检测到的信号时间计算故障矩阵,最后对故障矩阵进行调零修正与行波速度修正,以提高故障距离计算的精度;最后搭建了仿真模型,验证了所提算法的有效性。