基于形态滤波的谐振接地系统故障选线新方法

分析了基于小波理论暂态选线方法的现状后，提出一种基于形态滤波和相关分析的暂态选线新方法。与故障线不同，故障时在中性点零序电压作用下，非故障线暂态零序电流的暂态特性主要由自身对地电容充放电特性决定。将所有馈线零序电流对中性点电压的导数进行归一化处理，再利用相关分析得出每条馈线的综合相关系数，选出符合故障判据的故障线。其中，为有效地抑制各种干扰对算法的影响，对归一化后的零序电流利用改进的多结构元素复合形态学滤波器进行滤波处理。高压物理模拟实验及现场试验结果验证了本算法的可靠性和实用性。     

配电网单相接地故障的小波包选线方法

应用在时频空间皆具有良好聚焦特性的小波包，以适当频率带宽，对故障后暂态电气量进行分解。对于中性点接地方式不同的配电网，按照能量的观点，选择不同的频带来实现故障选线。基于选出的故障选线时频窗，提出了一种选线依据：根据能量最大的原则选择特征频带来获取暂态电容电流的主要特征，然后比较各条线路特征频带的模最大值点和零序电压首半波的极性以确定故障线路。     

基于相频特性与多频带分析的小电流接地系统故障选线

根据线路的相频特性将频率分为不同的区段，论证了在选定频段（SFB）内，小电流接地系统健全线路零序电流极性与故障线路相反;应用小波包以适当频率带宽对各线路的暂态零序电流进行分解，小波包系数的符号表示相应频段零序电流的极性;在SFB内按照能量最大的原则，确定各线路暂态零序电流分布最集中的频带所对应的小波包分解树节点，通过比较所有线路暂态零序电流在各自能量最大节点处的小波包分解系数的极性，自适应地实现故障选线。PSCAD仿真试验结果表明，该方法能够准确、可靠地实现电缆 — 架空线混合传输线的小电流接地系统单相故障选线。     

应用故障暂态特性实现配电网故障选线的新方法

通过研究谐振接地电网中零序信号的暂态特性,建立了零序电流信号频谱能量分布与故障发生时刻、接地点过渡电阻之间的关系。在利用小波包对暂态零序信号进行分解的基础上,给出了能量比因子和暂态因子的定义,提出了基于以上两个因子取值的自适应故障选线方法。该方法充分利用了暂态零序信号中的低频、工频和高频信息,自适应地选择在故障特征最明显的频带中进行选线,对母线和高阻接地故障均有良好的灵敏性和可靠性。理论分析与仿真结果证明所述方法正确、可行,可实现无死区的故障选线。     

小波变换应用于暂态初始行波分析及故障选线选相

在分析输电线路故障后的行波过程的基础上，利用小波变换的奇异性检测原理，提出了一种仅使用电流行波的输电线路故障选线选相方法，该方法可用于行波保护，行波测距和暂态保护。     

应用小波包分析实现配电网单相接地故障选线

应用小波包具有良好的频域分频特性,以适当频率带宽对配电网发生单相接地故障后各条线路的相电流故障分量进行分解,得到其在不同频段下的输出,按照能量最大的观点自适应地确定线路健全相的暂态故障电流分布最集中的特征频带,并根据特征频带内重构后的故障相与健全相之间能量比值的大小判断线路为故障或健全。大量基于PSCAD和MATLAB的仿真试验表明,该选线方法可以正确判别故障线路和健全线路,且具有较高的灵敏度。     

基于暂态信息的小电流接地故障区段定位

提出一种适用于配电系统架空线路的小电流接地故障区段定位新方法。该方法利用故障暂态电压、电流特征频段内分量计算无功功率，根据故障点前后暂态无功功率方向的不同确定故障区段。在故障信息不易获取的检测节点处，提出利用电磁场感应获取故障暂态信息的方法，通过测量架空线路下方垂直地面方向电场获取小电流接地故障暂态电压信息，测量水平方向磁场获取故障暂态电流信息，详细阐述了最佳检测点的计算思路，并以一典型10 kV架空线路为例验证了该方法的可行性。最后阐述了利用该方法实现故障区段定位需要解决的若干关键问题。     

行波测距失效点处的故障测距研究

随着现代微电子技术的飞跃发展和对行波传播规律以及对暂态信号获取方法的进一步掌握，行波故障测距装置已广泛应用于超、特高压输电线路上，但行波测距方法有其固有的缺陷。文章在对行波测距盲区分析研究的基础上，提出了两种能消除行波故障测距盲区的故障定位算法。这两种方法都是利用故障线路重合脉冲来实现故障定位。算法1是将重合闸脉冲进行三次B样条分析后，根据合闸脉冲和合闸脉冲在故障点处的反射波之间的时间差来进行故障定位；算法2是利用故障线路重合过程中一端线路处于合闸而另一端处于断开状态，利用故障边界电流进行构造单端故障定位算法；并以特高压交流输电线路为研究对象，来进行算法的仿真验证。仿真结果表明，该方法能准确地进行故障定位，其精度不受故障点过渡电阻、故障类型、对端系统的阻抗及故障距离的影响。     

两相电流互感器配电网零序电流构造方法

中性点非直接接地配电网大多只安装A，C两相电流互感器（TA），而现有单相接地故障选线方法基本都以零序电流为基础实现。如何在两相TA配电网中准确检测并隔离接地故障线路，成为长期困扰实际运行的技术难题。通过对暂态电流的频域和时域分析，找出B相暂态电流与A，C相暂态电流的对应关系，提出在A相和C相接地时由A相和C相暂态电流构造B相暂态电流，进而得到较精确零序电流的方法。通过大量仿真实验验证了所提出的构造方法的正确性。零序电流的成功构造为实现两相TA配电网单相接地故障选线提供了基础。     

±800 kV特高压直流线路暂态保护

在对±800 kV特高压直流系统的线路故障、区外故障、雷击等暂态过程的暂态特征进行理论研究的基础上，利用小波变换对各种暂态电压进行了多尺度分析，分析结果表明，暂态电压故障分量的谱能量分布特点揭示了对应暂态过程的内在特征，利用这些特征构成暂态保护判据可以可靠地识别直流线路故障;通过PSCAD/EMTDC的大量仿真计算，验证该原理可靠性高、动作速度快，满足特高压直流线路保护快速、灵敏、可靠的要求。     

配电网混合线路单端行波测距法

提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线与电缆混合线路单端测距的方法。该方法分2步确定故障点:首先根据故障行波的传播特性,提出新的判据以确定故障区段,此判据根据特征波的逻辑运算结果确定故障区段;然后在定段的基础上再实现准确定位。     

谐振接地系统的新型自动调谐装置

分析了线路对地电容对故障电流负序分量和零序分量的影响以及故障电流负序分量在配电系统中的分布特征，提出了根据接地时刻线路负序电流的相对最大值确定故障线路、根据故障线路负序电流和消弧线圈电流的相位差决定消弧线圈的调节方向、以故障线路负序电流分量的最小值为调节目标的新型综合自动调谐方法。该调谐方法在完成调谐的同时也完成了故障选线，但它并不以正确的故障选线为前提条件，无须测量配电系统的对地电容，也不受配电系统运行方式的影响。即使在故障接地期间改变配电系统的运行方式，该方法也能及时判断并准确调节消弧线圈电感使配电系统重新回到谐振状态。对开发的新型自动调谐装置样机进行了动模实验，结果验证了所提出的方法的正确性和装置的可行性。     

利用重合闸暂态行波的输电线路故障测距

系统地分析了输电线路重合闸暂态行波的产生机理和传播特性,在此基础上提出利用重合闸暂态行波的输电线路故障测距原理,即E型现代行波测距原理,并详细分析了这种原理的4种运行模式,即标准模式、扩展模式1、扩展模式2和综合模式。然后,对故障点反射波和对端断路器触头反射波的识别问题进行了初步探讨。EMTP仿真和实测暂态波形分析表明,利用重合闸暂态行波的输电线路故障测距原理是可行的,并且通过与其他行波测距原理配合使用,能够提高永久性故障的测距可靠性。     

基于暂态场量的小电流接地故障定位新方法

提出一种利用暂态电磁场信号实现架空线路小电流接地故障定位的新方法。详细分析了线路下方不同方向电磁场的特征,提出利用特征频段内垂直电场的Hilbert变换与水平磁场的乘积计算故障方向,根据故障点前后故障方向的不同确定故障区段。阐述了所述方法的若干性能与抗干扰措施,最后通过仿真和试验验证了该方法的正确性。     

基于故障电流暂态分量的测距研究

提出利用故障生成的电流暂态分量进行故障定位的思想。通过与方向行波测距进行比较，指出两者在利用行波表示的时间-距离对应信息上的一致性。与传统的电流行波测距法相比，该算法无需相邻健全线路的电流，从而具有更 好的适应系统运行方式的能力,并节省了测距装置的模拟和数字输入通道。仿真试验表明， 在合适的小波滤波器和小波分解算法的作用下，暂态测距与利用方向行波测距的精度基本相 同。其在测距精度上同样不受故障类型、接地电阻、线路长度、采样率、系统运行方式的影响，具有良好的波头定位能力。     

配电网单相电弧接地故障选线暂态分析法

小电流接地系统发生最多的故障是单相接地故障。现有的基于稳态零序电流的故障选线方法，受弧光接地、运行方式等因素的影响较大，选线精度并不理想。文中在充分研究电弧故障暂态零序电流变化的基础上，指出电弧因素对故障选线准确性的影响。由于对称分量法对接地故障进行暂态分析十分不便，文中采用Clarke变换，并运用小波变换技术建立新的基于暂态电气量的选线方法。应用EMTP对电弧接地故障进行了仿真，在不同采样频率以及不同的A/D分辨率情况下进行了大量的仿真试验，结果表明新方法是正确、有效的，而且具有较强的鲁棒性。     

形态滤波技术及其在继电保护中的应用

系统地介绍了数学形态学理论及其在电力系统继电保护中的应用。在近来相关研究工作的基础上，总结出两种适于电力系统暂态信号分析的形态学算法，即形态学信号分解和多分辨形态学梯度，并将它们成功地应用于变压器保护中励磁涌流的识别和超高速暂态保护中的故障暂态波形特征提取。仿真结果证明，形态滤波技术在电力系统继电保护中具有良好的应用前景。     

耦合双回线路任意点故障的仿真

在分析计及耦合的双回输电线路波过程的基础上，建立了双回线的扩展Bergeron模型。以此为出发点针对线路故障的电磁暂态仿真问题，对EMTP的耦合线路故障预处理方法进行了改进，使系统无需重新进行初始值及稳态计算而应用历史值即可完成新增短路节点的计算。该算法在分析双回线路任意点故障的电磁暂态以及线路保护仿真校验等方面具有重要意义。     

基于分散式信号采集的小电流选线装置

给出了一种利用暂态量分析和故障录波技术的分散式新型选线装置的设计。该分散式设计的采集单元回路采用多CPU架构为每路出线回路采集信号，中央控制单元采用PC104或80C51F，它们很好地满足了暂态分析对硬件的要求，具备超大容量的故障录波功能，可利用配备的波形分析软件进行调阅分析，为现场迅速处理接地故障提供了极大的方便。实际运行表明该设计具有很好的应用价值。     

应用证据理论实现配电网单相接地故障选线保护

提出了一种利用多重故障信息融合选线方法。为实现这一目的，提出了故障测度概念，用来定量评价各线路可能是故障线路的程度。运用DS证据理论实现了多判据信息融合，将多判据选线问题转化为证据推理问题，使选线结果聚焦到各个判据的共同支持点上，选线性能得到极大提高。现场实测故障算例证实了文中方法的正确性。