基于双端行波法的电缆线路短路故障定位改进

为实现电力电缆线路上的短路故障精确定位,对双端行波法故障定位原理进行了改进。使用仅需要本地时钟同步的方式替代传统的远距离双端同步方式,从原理层面解决了双端行波法的同步问题,改进后的故障定位方法只与故障行波到达电缆线路两端监测点的时间差有关。并且用归一化的故障点判据代替具体的数值判据,从而降低了对线路电气参数精准性的依赖。因此,改进后的方法有更高的故障定位精度。用PSCAD软件对双端结构的电缆线路进行了仿真,结果表明改进后的方法具有更高的定位精度,且在任意故障点位置条件下的故障定位精度优于传统的双端行波法。     

基于双端行波法的电缆线路短路故障定位改进

为实现电力电缆线路上的短路故障精确定位,对双端行波法故障定位原理进行了改进。使用仅需要本地时钟同步的方式替代传统的远距离双端同步方式,从原理层面解决了双端行波法的同步问题,改进后的故障定位方法只与故障行波到达电缆线路两端监测点的时间差有关。并且用归一化的故障点判据代替具体的数值判据,从而降低了对线路电气参数精准性的依赖。因此,改进后的方法有更高的故障定位精度。用PSCAD软件对双端结构的电缆线路进行了仿真,结果表明改进后的方法具有更高的定位精度,且在任意故障点位置条件下的故障定位精度优于传统的双端行波法。     

基于小波变换的高压电缆混合线路故障定位方法及验证试验

传统基于均匀参数的线路故障定位方法难以实现电缆-架空线混合线路的故障区间判断和故障点精确定位。对此,提出了一种基于小波理论的双端故障精确定位方法,通过对比高压电缆线路首、末端故障电流工频暂态信号的极性以实现故障区间判断,通过采集故障电流的双端行波信号以实现电缆段内故障点的精确定位,并构建了110 kV高压电缆状态仿真试验平台,开展了高压电缆线路区间内和区间外故障模拟试验。结果表明:基于小波理论的故障定位方法可实现混合线路故障区间判断,可准确判断故障点位于高压电缆线路区间内还是区间外;该方法可实现高压电缆线路区间内故障点的精确定位,定位精度偏差小于9.2 m,定位精度取决于行波电流传感器采集精度和同步时钟精度。     

基于优化脉冲时间窗的相位差算法的电力电缆局部放电双端在线定位技术

传统的双端相位差定位技术通过对电缆双端到达的局放信号进行频域分析以实现局放的定位,然而该方法采用信号在电缆中的最长传播时间作为脉冲分析的时间窗宽度,因而引入了冗余噪声信号,造成对定位精度的干扰。因此提出了一种基于优化时间窗宽度的双端相位差的电缆在线局放定位技术。通过噪声幅值限定识别双端脉冲过阈值始末时间点,利用设定上升沿与下降沿的裕度时间窗恢复因阈值限定而裁去的局放脉冲的前后段信息,从而得到优化的脉冲时间窗。对利用上述时间窗提取的双端信号进行互谱密度函数分析后,通过相位展开得到单样本的定位结果。最后利用D-Peak聚类分析对多次定位结果进行自动簇类识别,得到的簇类中心水平位置即代表局放的最终定位结果。该技术通过ATP-EMTP软件在强噪声环境下通过调整局放源位置进行了多次仿真对比实验,随后在300 m的XLPE电缆上进行了实际测试。结果表明,相较于传统的相位差与到达时间差技术,该方法的局放定位精度得到了有效提升。     

基于时间反演相位法的电力电缆局部放电定位EI北大核心CSCD

为解决传统时延估计法定位精度较低以及存在定位死区的问题,提出基于时间反演相位的电力电缆局部放电定位方法,不仅在定位精度上优于传统时延估计法,而且能够实现对电缆首末端局放源的准确定位。首先,利用MATLAB建立电力电缆频域模型,利用双指数脉冲模拟实际局放信号,并分别从仿真和实验的角度验证了该方法的可行性;然后,研究了不同信噪比、不同传输距离、不同量化误差以及不同采样率对定位精度的影响,并与传统时延估计法中最为常用的能量法和相关法作比较。最后,利用振荡波测试系统对259.2 m的10 kV XLPE电力电缆进行局部放电试验,验证了定位的有效性和准确性。结果表明,基于相位的时间反演法能够准确定位局放源的位置,并且能够解决传统时延估计方法中存在的定位死区问题。     

高压电缆局部放电小波包 峰度法在线检测与定位

在利用双端行波法进行高压电缆局放在线检测与定位时,针对脉冲初至时刻拾取精度不高影响定位精度的问题,引入地震信号检测领域中的时变峰度法。首先利用时窗能量比检测局放事件,然后在确定的局放时窗内,通过计算时变峰度变化率并求其最大值点,初步实现脉冲初至时刻拾取。为了克服现场强噪声干扰对拾取精度的影响,利用小波包分离出局放脉冲所在的主要频带,并在此频带内求取时变峰度极大值,实现了局放脉冲初至时刻的高精度拾取。最后运用到达时间分析法实现局部放电源的在线精确定位。实验结果表明,该方法抗噪声干扰能力强,定位精度高,在-14 d B的噪声环境下定位误差小于2 m,能够满足高压电网对局放故障在线定位的精度要求,有效提高供电可靠性。     

考虑相速度频变特性的改进互相关算法局部放电定位

电力电缆局部放电检测是诊断电缆绝缘状态的有效手段。针对传统时延估计局部放电定位方法中定位精度较低的问题,在互相关算法的基础上考虑电缆相速度的频变特性,利用电缆相速度对局放信号相位差进行修正。该方法不仅保留了互相关算法具有的抗噪性能,而且通过对局放信号相位差进行修正后,定位精度明显提高。首先,通过MATLAB搭建电缆仿真模型对不同信噪比和不同位置下的局放源进行定位,然后在实验室一条长为498 m长的10 k V XLPE电缆上利用振荡波局部放电测试系统进行局部放电定位实验,对该方法的可行性进行了验证。仿真和实测结果表明,利用相速度对局放信号相位差进行修正后,定位精度明显提高,并且定位结果对不同位置的局放源具有较好的鲁棒性,同时该方法在较低信噪比(-5 dB)下也能达到较小的定位误差。     

同杆双回输电线路的四点行波故障定位方法

超高压同杆双回线的对地分布电容和线间互感不可忽略,对故障定位精度和可靠性影响较大,本文提出基于相位比较和四点行波测距的同杆双回线故障定位方法。该方法使用多电流测点,采用分相相位比较判断故障区段,并对故障段进行波头检测和波速求解,运用区间最优化方法设置行波测点间距,由此形成由两个三点行波法组成的四点行波法确定故障点位置。仿真结果表明所提方法不仅可缩短行波双端间距,明显减小电流行波的畸变和衰减效应,而且可实现波速在线求解,在测点极性接反或本身故障导致相位比较发生误判时仍能准确定位,提高了定位可靠性,且精度不受线路长度的影响。     

基于时间反演技术的电力电缆局部放电定位方法

时延估计与相速度的频变特性是影响电缆局部放电定位精度的主要原因。该文提出了一种基于时间反演技术的电力电缆局部放电定位方法,该方法无需直接对局放时延进行估计并考虑了相速度的频变特性。通过双指数局放模型模拟实际局放信号,考虑了不同传输距离、不同信噪比、不同量化误差以及不同采样率对定位精度的影响,验证了该方法的可行性。最后利用振荡波局部放电测试系统对实验室一条长为498m的10kV XLPE电缆中的半导电层搭接不良缺陷进行了局部放电测试试验,考虑了2种不同类型的局放波形,并利用不同方法对2种不同类型的局放信号进行定位,验证了该方法的有效性和准确性。结果表明,该方法相比于传统的峰值法、相关法以及能量法都具有更高的定位精度。     

基于改进双端行波法的特高压输电线路故障定位方法研究

由于传统双端行波法采样信号时间的不精准以及波速的衰减作用，对输电线路行波故障测距的结果造成巨大的影响，为了提高故障定位的精准度，提出一种改进的行波双端测距法。该方法利用高频传感器对行波的波头进行采样有效提高测距精度，并提出修正波概念，在传统双端行波算法基础上进一步改进，减小了测距误差。基于MATLAB仿真软件搭建双端输电线路模型，利用小波变换对行波信号进行分析。仿真结果表明，该方法不受故障距离、故障类型及过渡电阻的影响，适应性强，能实现精准定位。     

行波测距硬件系统的研究与设计

针对行波测距实际运行系统存在的不足,对行波测距系统设计的需求进行了深入分析和研究,并给出了硬件系统具体解决方案,能充分满足行波测距高速数据采集、大容量数据存储及双端数据同步的要求。     

T型输电线路组合行波测距方法

为了提高传统的双端行波测距精度,在分析故障行波传播过程的基础上,提出一种T型输电线路组合行波测距方法。首先利用双端原理区分故障发生区段,进而判断第二次到达各母线侧行波为故障点反射波还是分支点反射波,最后由单端原理进行故障测距。本方法优势在于消除了给定线路长度误差以及线路两端时间同步误差对传统的双端测距精度的影响。通过PSCAD仿真分析,与传统的双端测距方法相比,所提T型输电线路组合行波测距方法的测距精度明显提高。     

行波理论支持下多电源配电网故障定位系统

由于传统配电网故障定位方法缺少对多个Agent之间的通信协调,导致定位精准度低、可靠性差等问题,因此此次研究提出基于行波理论设计多电源配电网故障定位系统。采用.NET平台三层B/S结构体系设计故障行波定位信息处理子系统,通过数据处理模块处理获取数据信息,筛选多电源配电网故障信息,并在.NET平台上发布多电源配电网故障信息。当故障行波定位子系统发出调用数据命令时,故障行波定位信息处理子系统将故障信息传输到故障行波定位子系统中。通过多个Agent之间的通信协作调用故障数据,同时利用多端行波故障定位方法对故障数据进行定位,实现多电源配电网的故障定位。经过实验证明,与两种对比系统相比,所设计系统故障定位精准度在90%以上,系统故障定位精准度高。     

一种用于校验双端行波测距装置的测试系统的研发与测试

双端行波测距技术利用故障行波的初始波头抵达故障线路两端的时间差来实现故障定位,比单端测距和传统测距技术有着较高的精度和可靠性。双端行波测距装置在投入运行前必须经过专门的校验和测试,这是传统的继电保护测试仪所不能做到的。提出了一种用于校验该装置的测试系统的设计实现方案,并对系统样机做了大量的实验测试。实验结果表明,该测试系统的电压、电流输出具有很高的频率精度、幅值精度和同步性,满足双端行波测距装置的校验需求。     

线缆混合输电线路行波故障定位系统的研发与应用

由于架空线和海底电缆的波阻抗不同,基于双端定位原理的行波故障定位装置在线-缆混合输电线路中无法发挥作用。根据海南联网工程的需要,开发了分布式行波故障定位系统。通过在架空线和海底电缆交界处安装行波故障定位监测终端,记录故障行波方向、GPS时间和行波在不同介质中的传播速度,从而实现故障的区间定位和精确定位。该系统应用于海南联网工程500 kV福港线,其运行情况显示系统工作是安全、可靠的。     

高压电缆护层交叉互联时的行波故障测距

为研究采用三相护层交叉互联方式的高压电缆线路的行波测距方法,讨论了裸露高压电缆(电缆沟或隧道敷设)的相量参数和模量参数的计算方法。通过分析模量参数的特征,将电缆中的模量分为内模量和外模量,分别计算了直埋电缆和裸露电缆的内、外模量波速,计算表明裸露电缆的外模量波速高于内模量。电缆护层交叉互联时,内、外模量会因行波折反射而相互转化,波速较快的外模量会对内模量波头造成干扰,给裸露电缆的双端行波测距造成影响。理论分析和数值计算表明,采用三相芯线电流之和作为行波测距信号,可有效消除外模量干扰,大大加强内模量波头特征,有利于提高行波测距准确度。     

结合决策系数和ESMD-TEO的集电线路故障定位方法

为降低海上风电场结构复杂、故障行波信号微弱等因素对集电线路故障定位的影响,提出一种基于决策系数与极点对称模态分解-Teager能量算子ESMD-TEO(extreme-point symmetric mode decomposition-Teager ener?gy operator)的集电多分支线路故障定位方法.分析...     

电缆故障测距系统的设计

分析了电缆故障测距中普遍存在的反射波波头难以准确识别的问题,引入了数学形态学和小波分析理论,对行波测距方法进行了改进,将数学形态学和小波分析结合起来滤除行波信号中的噪声,从而找出行波到达的准确时刻.在此基础上设计出电力电缆故障测距系统,并对1条300 m长的交联聚乙烯电缆进行了故障测距实验,实验结果表明该系统可以有效地...