OPTIMIZATION OF TRANSIENT FEEDING TO PARALLEL-PLATE TRANSMISSION LINES FROM COAXIAL LINE

The transient feeding to parallel-plate transmission lines from coaxial line is optimized by using the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method and a simple FDTD feed model. Observing the reflected voltages, this letter presents the optimal feeding position and ratio of width to height for a given input impedance of the coaxial line.

Coupling analysis of transmission lines excited by space electromagnetic fields based on time domain hybrid method using parallel technique

We present a time domain hybrid method to realize the fast coupling analysis of transmission lines excited by space electromagnetic fields, in which parallel finite-difference time-domain (FDTD) method, interpolation scheme, and Agrawal model-based transmission line (TL) equations are organically integrated together. Specifically, the Agrawal model is employed to establish the TL equations to describe the coupling effects of space electromagnetic fields on transmission lines. Then, the excitation fields functioning as distribution sources in TL equations are calculated by the parallel FDTD method through using the message passing interface (MPI) library scheme and interpolation scheme. Finally, the TL equations are discretized by the central difference scheme of FDTD and assigned to multiple processors to obtain the transient responses on the terminal loads of these lines. The significant feature of the presented method is embodied in its parallel and synchronous calculations of the space electromagnetic fields and transient responses on the lines. Numerical simulations of ambient wave acting on multi-conductor transmission lines (MTLs), which are located on the PEC ground and in the shielded cavity respectively, are implemented to verify the accuracy and efficiency of the presented method.

Accurate Fault Location Modeling for Parallel Transmission Lines Considering Mutual Effect

:A new accurate algorithms based on mathematical modeling of two parallel transmissions lines system(TPTLS)as influenced by the mutual effect to determine the fault location is discussed in this work.The distance relay measures the impedance to the fault location which is the positive-sequence.The principle of summation the positive-,negative-,and zero-sequence voltages which equal zero is used to determine the fault location on the TPTLS.Also,the impedance of the transmission line to the fault location is determined.These algorithms are applied to single-line-to-ground(SLG)and double-line-to-ground(DLG)faults.To detect the fault location along the transmission line,its impedance as seen by the distance relay is determined to indicate if the fault is within the relay’s reach area.TPTLS under study are fed from one-and both-ends.A schematic diagrams are obtained for the impedance relays to determine the fault location with high accuracy.

Fault location for parallel transmission lines using one-terminal current traveling waves

With proper phase module transformation,parallel lines can be decomposed to the same directional net and the reverse directional net. The propagation characteristics of traveling waves in the reverse directional net were analyzed,and the refraction coefficient at the fault point for a single phase fault was derived. In addition,the module selection was discussed. Simulation results show that satisfying accuracy can be achieved with the proposed method. Moreover,it is immune to fault types,fault resistances,and outside system parameters.

Online One-End Fault Location Algorithm for Parallel Transmission Lines

Fault location and distance protection are essential smart grid technologies ensuring reliability of the power system. This paper describes an accurate algorithm for locating faults on double-circuit transmission lines. The proposed approach is capable of identifying the faulted circuit of a parallel transmission line by checking the estimated fault location and fault resistance. Voltage and current measurements from only one of the terminals of the faulty line are used. No pre-fault data are required for the estimation. The lumped parameter line model considering shunt capacitance is utilized for the derivation of the algorithm. It’s assumed that line parameters are known and transmission lines are fully transposed. The method is applicable to all types of faults. It’s evinced by evaluation studies that the proposed algorithm can correctly determine the faulted circuit in most cases. For exceptional cases, the current waveforms during the fault can be used to help identify the faulted circuit. The proposed algorithm generates quite accurate fault location estimates, and may be suitable for distance relaying.

基于人工传输线的小型平衡型Wilkinson功分器（英文）

提出了一种基于人工传输线并采用双面平行带状线实现的小型平衡型Wilkinson功分器。该器件采用人工传输线取代传统传输线以减少电路尺寸,同时引入双面平行带状线结构用来实现功分器平衡的功能。设计的功分器尺寸仅为传统Wilkinson功分器的25%。测试结果表明,设计制作的平衡Wilkinson功分器在0.83GHz至1.05GHz带宽范围内相位平衡度±1.28°,幅度平衡度±0.17dB,回波损耗大于16.79dB,端口隔离度大于16.21dB。测量结果和仿真结果吻合良好,证实了该功分器具有良好的性能。

面向电力输电场景概略点云的无人机巡航线自动生成

针对电力输电场景无人机自动巡检技术需求,提出一种基于概略点云的无人机巡航线自动生成方法。首先,采用基于边长约束的不规则三角网(TIN)区域生长方法,将电力输电场景概略点云区分割成不同区域,并在此基础上基于区域面积约束提取电力线走廊点云;其次,利用最小外接矩形方法实现电力线走廊点云分段处理,并根据每段点集的最小外接矩形信息生成初始巡航线位置;最后,采用点集中心进行初始巡航线的位置优化,实现巡航线的快速生成。实验结果表明,所提方法能快速实现电力输电场景点云的巡航线自动生成,对无人机巡航线实时提取及自主巡航具有一定的应用价值。

端接复杂电路传输线网络的电磁耦合时域并行计算方法

针对端接复杂电路传输线(TL)网络的电磁耦合问题,仍缺乏高效的场路协同仿真技术。该文将传输线方程与时域有限差分(FDTD)方法、诺顿定理和置换定理以及NGSPICE软件相结合,并引入消息传递接口(MPI)并行技术,提出一种高效的时域混合并行算法(FDTDTL-NGSPICE)。首先,根据诺顿定理和置换定理,将传输线网络分解为传输线子系统和复杂电路子系统,并构建对应的等效电路模型。然后,使用FDTDTL并行算法计算传输线子系统沿线各点的电压和电流,并获取对应诺顿等效电路的电流源和等效导纳大小。最后,使用NGSPICE对复杂电路子系统进行传导干扰分析,获得复杂电路各元件上的瞬态响应,并将端口电压反馈给传输线子系统作为边界,实现传输线网络电磁耦合的场线路联合协同仿真。通过对3类典型场景的计算实例,分别使用时域混合并行算法和电磁仿真软件CST电缆工作室(CS)进行数值模拟并对比,验证所提算法的置信度。

750kV单回并行输电线路电磁辐射环境研究

采用《环境影响评价技术导则输变电》(HJ 24—2020)附录C、D推荐的计算模式对750 kV单回并行输电线路电磁辐射环境进行计算与预测。结果表明,经过耕地、园地、牧草地、畜禽饲养地、道路等场所,当导线对地最小高度为15.5 m时,单回并行线路下的工频电场强度最大值超过10 kV/m;需将导线对地最小高度提至16.5 m,才能满足4 kV/m控制限值要求。750 kV单回并行输电线路产生的工频磁场强度小于公众曝露控制限值(100μT),一般情况下不会成为线路建设的环境制约因素;但其产生的工频电场是电磁环境影响的主要因素,电场强度控制限值(4 kV/m)是线路建设的环境制约因素,同时也是输变电电磁环境重点控制因素。现场实测结果与理论预测结果符合性较好,表明采用的预测模式具有较好的应用性,研究结果可为750 kV单回并行输电线路的建设和环境监管提供支持。

激光雷达探测输电走廊安全风险研究现状

输电走廊环境监测和风险预警是电网防灾抗灾的重要研究内容。在激光雷达、物联网、无人机及计算机技术的发展与推动下,利用各种新型遥感监测与巡检手段进行输电走廊大范围、智能化巡检成为重要发展趋势。综合多种监测数据的线路安全风险评估与灾害预警,成为智能电网建设工作的研究热点之一。本文系统论述了应用激光雷达技术进行输电走廊安全风险探测的研究现状与发展趋势,分析了激光雷达在输电线路安全风险探测中的优缺点,讨论了激光雷达输电线路巡检和监测数据在输电线路安全风险评估预警中所面对的问题与挑战。

基于YOLO-2MCS的输电线路走廊隐患目标检测方法

输电线路在跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道场景下易受到外力破坏,可能严重影响输电线路安全可靠运行。针对此问题,该文通过构建输电线路走廊隐患目标数据集,提出新模型YOLO-2MCS用于输电线路走廊隐患目标检测。使用混合数据增强策略对数据集进行有效扩充,以提高模型在复杂场景下的泛化性和鲁棒性;在EfficientRep骨干网络引入卷积注意力机制模块,有效提升模型对多尺度目标的检测能力;构建使用softplus激活函数的双向特征金字塔结构加强模型特征学习能力;在检测头使用SIoU损失函数进一步提升模型检测精度。实验结果表明,相较于原YOLOv6网络,该模型在0.5:0.95的严苛阈值下平均精度均值提升4.4%;将该模型与主流的检测模型FasterR-CNN、YOLOX、YOLOv5和YOLOv7分别进行对比评估,该模型的检测精度、检测速度、模型复杂度均获得最优性能,其平均检测速度高达约300帧/s,且内存仅为40.7 MB,同时满足在边缘计算设备上部署的要求。

一种基于CNN与FFT‑ELM的输电线路故障识别与定位方法

及时、准确地检测输电线路故障类型与位置是提高电力系统可靠性最重要的问题之一,为此提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)与基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的极限学习机(extreme learning machine,ELM)分类模型并行的输电线路故障识别及定位方法。首先,以故障电压时序图作为输入,构建CNN;然后,利用FFT将时域故障电压数据分解,提取各频段的电压峰值与相角作为故障特征样本;接着,以提取的故障特征样本集作为输入,构建ELM网络;最后,通过特征融合层将2个神经网络进行融合,输出故障类型和定位结果。实验结果表明,此方法对输电线路故障识别的准确率为99.95%、故障定位误差在500 m以内、平均误差为263.5 m,可靠性优于其他模型。

交直流输电线路混合电场的人体感受试验及设计控制值研究

交直流输电线路同走廊和同塔架设是随着我国电网技术发展而出现的新输电方式,国内外尚无相应的交直流混合电场设计控制值标准。因此,设计同走廊和同塔架设的交直流输电线路时,导线对地高度和走廊宽度的选取面临无据可依的难题。该文提出确定交直流混合电场设计控制值的原则;开展不同交流(工频)电场和直流电场组合下的人体直接感受和暂态电击感受试验;通过对试验结果的统计分析,获得不同概率下人体不出现明显感受时的交流(工频)电场和直流电场关系曲线;在此基础上,得出确定交直流输电线路混合电场设计控制值的公式。该研究可为同走廊和同塔架设交直流输电线路设计中交直流混合电场的控制提供一定技术支撑。

特高压交直流输电线路带电作业安全防护及碳减排效应分析

特高压(ultra high voltage,UHV)交流与直流线路同廊道运行时带电作业区域电压高、场强大,交直流混合电场比单一电场更为复杂。为确保作业人员安全,结合实际±1100 kV直流和1000 kV交流线路,建立了包含输电导线、杆塔及带电作业人员的三维计算模型,通过分析开展带电作业时人员的体表混合场强、电位转移电流及暂态能量,对作业人员安全防护进行研究。结果表明:随着作业人员不断接近直流线路,体表场强受交流线路影响越明显,最高可使作业人员体表场强增大约9%,达到1920 kV/m;交流线路的存在将导致电位转移电流增长约7%,但对暂态能量影响较小。通过对特高压线路不停电检修所减少的碳排放量进行进一步计算,验证了特高压带电作业对减少碳排放具有促进作用。

特高压直流线路与交流线路同走廊时混合电磁环境的计算

总结了工频电场、合成电场、工频磁场、直流磁场、可听噪声和无线电干扰的标准,提出了交直流同走廊架设时混合电磁环境的合成和评价方法。以上海地区±800kV直流线路与不同电压等级多回交流线路同走廊为例,对混合电磁环境进行了分析计算,包括混合电场、混合磁场、可听噪声和无线电干扰。提出了±800kV直流线路及500kV、220kV交流线路间平行接近距离,给出了各条线路导线对地最小高度,确定了集中规划走廊内建筑物及民房的最小拆迁范围。

多回输电线路并架的不平衡性分析

以卡森模型为基础 ,对一段 2km未换位的同杆并架 4回输电线及避雷线的试验线路 ,用Matlab仿真计算了序参数及线路不平衡度。根据序参数计算结果研究了实际线路参数对各类不平衡系数的影响规律及特性 ,其主要影响因素有导线相序排列方式、导线对地高度、导线间距离以及导线自身属性等。分析结果表明 。

气体绝缘金属封闭输电线路的研究现状及应用前景

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)由于其传输容量大、损耗小、安全性高以及环境友好等特点能够代替传统的架空线路或者电力电缆,可以用于大容量、长距离的电能传输。该研究概述了GIL设备的发展历史,介绍了GIL的特点和典型应用场合,总结了国内外GIL的应用现状以及关键技术问题,从制造加工和应用场合2个方面分析了GIL的发展前景。可以看出,经过40余a的发展,交流GIL设备的制造工艺日益成熟,结构更加紧凑,敷设方式更加多样,运行更加安全可靠,但受制于表面电荷积聚对绝缘性能的影响机理尚不明朗以及制造成本过高等因素,直流GIL设备的发展相对较为缓慢。随着电力行业的发展和科技的进步,未来GIL设备的研究会在绝缘件表面电荷特性、绝缘优化、新型替代气体以及低成本制造等关键技术问题方面取得突破,必将推动GIL设备获得更为广泛的应用,为我国保障电网"清洁、安全、自愈、经济、互动"的智能化运行提供必要的技术支撑。

同塔双回不换位线路电压不平衡度研究

在线路走廊特别紧张的地区,部分线路可能没有条件采用完全换位,而同塔多回输电线路中采用不换位架设将导致电力系统三相参数不对称。针对这个问题,以某地区一条750 kV同塔双回线路为例,对该线路不平衡度计算进行了理论推导,并应用PSCAD/EMTDC软件从杆塔类型、相序排列方式、回间距离、线路长度几个方面对线路不平衡度进行了仿真分析。仿真结果表明,输电线路较短时采用同塔同窗逆相序方式架设并适当调整回间距离,能将电压不平衡度控制在一定范围内。输电线路过长时则需采取换位措施,避免对系统造成不良影响。

基于分布参数的同杆双回线单线故障准确测距原理

针对同杆双回线线间联系紧密,不能忽略线间分布电容对测距结果的影响,该文在同杆双回线分布参数模型下,利用相序变换后双回线反向网络图中不存在系统参数的优势,提出了一种使用单端工频电气量进行故障测距的算法,该算法从原理上解决了系统阻抗及过渡电阻对测距的影响,克服了目前同杆双回线不能精确定位的问题。该算法理论分析简单,迭代求解测距方程不存在伪根问题,ATP仿真结果表明该算法具有很高的测距精度。

±800kV直流和1000kV交流线路同走廊时的最小接近距离研究

±800kV直流线路在一些地区将与1000kV交流线路同走廊架设,合理确定交直流线路之间的接近距离,对控制混合电场和充分利用走廊资源非常重要。忽略交直流电场之间的相互作用,研究了±800kV直流线路与1000kV交流线路同走廊架设时的电场分布规律;在特高压交直流线路电场限值的基础上,采用加权方法控制混合电场,确定了特高压交直流线路同走廊时允许的最小接近距离。结果表明,当±800kV线路和直流1000kV交流线路均分别采用经过非居民区和居民区所要求的导线最小对地高度时,考虑电场的影响,特高压交直流线路的最小接近距离分别为85￣100m和95￣115m。如果走廊宽度受到限制,可适当增加交直流线路的对地高度来缩小接近距离。