基于悬链线理论的架空输电线路故障测距算法

输电线路故障测距算法中使用的导线参数与线路的实际参数存在的较大差异是造成测距误差的一个重要因素.以修正该误差为出发点,根据架空输电线路的悬链线结构分析了造成这一误差的主要原因,提出了通过对输电线路进行阶梯分段将其曲线方程等效为一系列的导线段组,并使这些导线段组具备以下特点:同一组内的三相导线段相互平行,不同组的导线段又都平行于地面.这就使得原来无法用现有工程电磁场理论解决的对高压输电线路的实际参数求解的问题变的简单可行,进而达到对实际导线参数进行修正的目的.并以此为基础进一步介绍了利用故障录波数据根据等效的多端网络方程通过分块处理逐级逼近的方法实现对输电线路进行故障测距的方法.该算法具有运算简单、灵活性高的特点.     

T型输电线路行波故障测距的改进算法

对T型高压输电线路的行波故障测距方法进行了研究,利用T型高压输电线路的三端故障行波测量数据,使用互相关函数的改进方法——单位脉冲响应法求取两两端的信号时延。提出故障分支判别的新判据,根据双端行波测距原理实现T型线路的故障测距。针对相关分析过程中可能出现的伪相关峰问题,利用能量比法对三端故障行波的首波头进行大致的时延估算,并以此为参照缩小相关峰的查找范围,提高了时延估算的可靠性。仿真结果表明该方法正确,且具有较高的测距精度,在较大的环境干扰下可以实现T型线路的分支判别和故障测距。     

T型输电线路行波故障测距的改进算法

对T型高压输电线路的行波故障测距方法进行了研究,利用T型高压输电线路的三端故障行波测量数据,使用互相关函教的改进方法-单位脉冲响应法求取两两端的信号时延.提出故障分支判别的新判据,根据双端行波测距原理实现T型线路的故障测距.针对相关分析过程中可能出现的伪相关峰问题,利用能量比法对三端故障行波的首波头进行大致的时延估算,并以此为参照缩小相关峰的查找范围,提高了时延估算的可靠性.仿真结果表明该方法正确,且具有较高的测距精度,在较大的环境干扰下可以实现T型线路的分支判别和故障测距.     

交流输电线路导线结构的研究与应用

为了平衡各相导线电荷和表面场强,提高导线利用率,减小工程投资,提出了导线表面场强大的相采用大截面导线,而其它相采用小截面导线的新型输电线路结构。并计算了该种结构线路的电磁环境与结构参数。结果表明采用该结构可有效平衡三相导线表面场强,减小总导线截面,节约工程投资,还可提升单位截面导线自然功率,提高导线利用率。研究了采用该结构的线路不平衡度,过电压水平,通信、保护、故障测距方法,表明了该方法略微增加线路不平衡度,但仍满足国标要求;对过电压水平几乎没有影响;对通信、保护、故障测距的影响可以通过整定消除。该技术目前已成功应用在330 kV洛—大线上。     

行波测距原理在电力线路故障查找中的应用

XC-2000输电线路行波测距装置，利用行波在输电线路上有固定的传播速度这一特点，通过采集检测故障暂态电流行波在故障点与母线之间的传播时间实现故障测距。本文简要介绍了行波测距的原理，并利用实测数据介绍XC-2000行波测距距离的分析方法。通过比较行波测距结果和实际故障点可以看出：行波测距具有较高的测量精度，对线路故障查找有很好的指导作用。     

基于多测点的特高压长距离直流输电线路行波故障测距

为解决长距离高压直流(HVDC)输电线路精确的故障测距问题,提出了一种基于多测点的行波测距方法。该方法是沿直流线路全线长范围内装设以Rogowski线圈为核心的行波检测单元,当直流线路发生故障后,测距主站通过分析各个检测点的故障行波波到时刻,实现故障区段的判别及错标时刻的剔除,并选其最邻近的3个检测点的波到时刻和其间对应的线路长度来计算故障距离。结果表明:该测距计算无需引入经验波速和线路全长,可以缓解波速变化和线路全长不准确所带来的测距误差。大量的测距仿真计算结果表明,通过多测点获取的故障信息,可以提高长距离HVDC线路测距的精度和可靠性。研究结果证明了所提方法的有效性,可为特高压直流(UHVDC)长距离输电线路故障测距提供参考。     

一种特高压直流输电线路神经网络双端故障测距新方法

提出一种基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路神经网络双端故障测距方法。传统基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路双端测距方法的测距精度依赖于线路衰减常数的准确求取,但准确计算线路衰减常数是一个难题。人工神经网络具有很强的非线性逼近拟合能力,利用人工神经网络方法,将不必准确计算线路衰减常数也能准确实现故障定位。选取不同频带内整流侧和逆变侧测距装置处检测到的故障电压行波线模分量高频部分首波头幅值比作为BP神经网络的输入样本集,故障距离作为输出样本集,对神经网络进行训练、测试,形成直流输电线路故障测距神经网络模型,将反映故障位置的特征数据输入训练后的网络模型即可实现故障测距。大量仿真结果表明:该基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路神经网络双端故障测距方法精度较高,而且耐受过渡电阻能力强。     

架空输电线路雷击故障查找与分析

<正>分析湖南某公司所辖500 kV及以上线路的跳闸情况，可见雷击为架空输电线路跳闸的首要原因。将故障分析中的若干理论性分析、故障查找过程和故障相关计算进行简要探讨，重点包括故障定性、故障测距、雷电定位、故障查找、耐雷水平计算分析和反向排除分析等方面。2012年至今，湖南某公司所辖500 kV及以上线路共计发生跳闸174次，其中雷击跳闸104次，占总跳闸次数的59.8%，可见雷击为架空输电线路跳闸的首要原因。本文从故障定性、故障测距、     

计及波速变化的反行波直流输电线路故障测距方法

行波法、故障分析法、固有频率法是高压直流输电故障测距中常用的3种方法。行波法因其波头识别问题导致可靠性不高,波速的选择也影响了测距精度的大小;故障分析法受模型精度的影响测距精度不高;固有频率法在线路终点发生故障时存在死区。直流线路故障时第一个反行波一般不受反射系数频变的影响,基于反行波波头容易识别的特性,采用反行波进行故障测距,波头的识别采用奇异性检测效果优异的à trous算法,针对直流线路采用不同型号导线导致波速不一致的情况,对不同型号线路段采用不同的波速进行计算,进一步提高测距精度。相较于现有的故障测距算法,本算法波头识别的可靠性得到提高,且由于计及了波速的变化,在直流线路采用不同型号导线时测距精度进一步提高。     

输电线路实际运行状态对行波波速的影响

为了减小行波波速对故障测距的影响,提高行波测距的精度,根据输电线路波动方程,分析了输电线路行波波速与输电线路分布参数的对应关系,并进一步阐述线路实际运行状态(导线运行温度、周围环境温湿度以及大气压强等)与波速的对应关系,为修正输电线路实际运行状态下的行波波速提供了依据。分析结果表明,导线实际运行状态对行波波速的影响并不显著,以100km计,单个因素引起的测距误差最大只有39.067m。     

基于实际波速的多端输电线路行波故障测距方法

为进一步提高多端输电线路故障行波测距的准确性,本文提出了一种基于实测波速的多端输电线路故障定位方法。首先使用网格分形算法提取了线路故障时各条母线处初始行波的到达时刻,然后依据线路长度与故障初始行波到达时刻计算多端输电网各线路区间的波速,应用计算所得波速形成故障区间判定矩阵,实现了故障点位置的准确判定。该方法以计算得到的实际波速为依据,解决了现有测距方法中因波速不确定引起的测距误差问题,同时依据双端测距原理实现了故障点的准确定位。仿真结果表明,该方法能够有效判别故障区间,有着较高的定位精度。     

不受波速影响的特高压直流输电线路单端故障测距方法

现行特高压直流输电线路故障测距大多采用行波法,但单端/双端行波测距受行波波速影响较大,加上输电线路弧垂效应,测距精度较差。利用对端行波到达本端测距装置的时刻,通过公式推导消除行波波速的影响,推导出一种不受波速影响的特高压直流输电线路单端故障行波测距方法,将无需准确计算线路沿线波速也能实现直流输电线路故障测距。在PSCAD/EMTDC中搭建哈郑±800 kV特高压直流输电系统模型,在不同故障位置和不同过渡电阻下进行仿真。大量仿真结果表明,该改进单端测距方法不受输电线路沿线波速和故障位置影响且耐受过渡电阻能力强。     

基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法

提出了一种基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法。利用神经网络算法对基于遗传算法的故障测距方法在线路两端故障时的测距结果进行了修正,提高了线路两端故障的测距精度。该算法利用故障后线路双端的电压、电流量,在时域内进行故障测距,继承了基于遗传算法的故障测距方法的优点,不受故障点位置与过渡电阻的影响,且测距结果精度受线路参数偏差的影响较小。应用PSCAD仿真软件及Matlab对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,神经网络与遗传算法相结合,可以实现直流输电线路全线范围内的准确故障测距。     

基于输电线路行波波速在线测量方法的研究

基于对输电线路发生故障时,用到行波波速作为故障点定位计算参量的情况,考虑到波速对故障测距精度的影响,提出一种在线测量输电线路中行波波速的方法。利用输电线路合闸时产生的操作过电压行波来进行在线测量线路的行波波速。从相模变换、小波变换理论和仿真几个方面对此方法进行分析。仿真结果表明,该方法实现简单,对提高行波故障测距精度有一定的效果。     

基于波速修正的多回输电线路行波测距算法

行波传输速度是影响行波测距精度的关键因素之一,输电线路上暂态行波速度的难以确定严重制约了行波测距精度。对此,文中从优化行波传输速度着手,提出一种多回输电线路行波故障精确测距方法。首先基于波速误差对输电线路行波测距精度的影响,分析了现存行波波速确定方法的优劣。进一步,基于同杆多回输电线路共用输电走廊的结构特点,在非故障线路上实时在线测量出行波速度,并将其应用于故障线路的精确行波测距计算中。理论分析和仿真数据均表明:此方法不受线路参数的影响,能有效克服环境因素给沿线波速带来的误差。使测距波速更加贴近于行波传输的实际速度。可在一定程度上提高行波测距精度。     

基于固有频率的高压直流输电线路故障测距

行波波头难以标定是影响行波测距精度的主要因素,而基于固有频率的故障测距无需标定波头。在分析高压直流输电线路行波波速特点的基础上,提出基于固有频率的新型故障测距方法。利用线路两侧的故障数据,无需线路参数及计算行波波速,即可进行准确故障测距;采用后向预测Prony算法提取所需的固有频率后,利用模糊聚类算法对其进行筛选和优化,既提高了测距方法的快速性和准确性,也减少了测距过程中人员的介入,提高了测距自动化水平。PSCAD和Matlab联合仿真结果表明,该方法可实现快速、准确测量高压直流输电线路故障。     

适用于任何具体结构的输电线路精确故障定位

针对输电线路的实际结构,提出了一种适用于任何具体结构的超高压输电线路的精确故障定位方法。该方法 基于模分析理论,采用矩阵特征值和特征向量原理,对多导线波动方程进行矩阵相似变换, 得到互相独立的 模量上的波动方程,分别对每个模量波动方程求解后,将计算结果反变换到相量。该方法很好地克服了输电 线参数实际上的不平衡对故障测距精度的影响,既适用于不换位线路 ,也适用于各种换位线路。计算机数字 仿真试验结果表明,其测距结果十分准确。     

高压输电线路的双端电气量综合测距方法

给出了一种高压输电线路故障综合测距系统,综合了行波测距和基于线路集中参数、分布参数的常规测距方法,从而实现了故障的准确定位;利用小波来准确地检测波头到达时刻,提高测距精度;对行波测距中的不利因素进行了分析、改进,提出了在电压过零、行波测距不能正常启动时利用故障后的重合闸脉冲进行测距的方法,并利用EMTDC进行仿真计算,验证了其正确性和准确性。     

考虑线路实际运行状态的故障测距补偿方法

根据输电线路状态方程,分析了输电线路长度变化与线路实际运行状态,包括导线运行温度、导线等值覆冰厚度及风速的对应关系,提出根据导线实际运行状态计算输电线路实际长度的方法,并以东北某线路实际监测导线张力和导线温度数据验证了此方法的正确性。根据输电线路长度变化与线路实际运行状态的关系,建立了输电线路各点在不同状态下距线路首端距离的换算方程,最终将实际故障距离换算成故障点距线路首端水平距离。     

输电线路组合行波测距方法研究

分析了输电线路故障后行波的传播过程以及行波折、反射的现象。在此基础上,提出了一种基于两种行波原理相组合的故障测距方法。用单端原理进行初步故障测距,结合故障初始行波到达线路两侧的时间差由单端原理给出准确结果。该方法的优点在于得到的测距结果是单端原理的结果,消除了双端原理测距中线路长度误差及线路两侧准确时间同步问题对测距精度的影响,进而提高了测距准确性与可靠性。ATP仿真表明,所提出的输电线路组合行波故障测距方法是可行的,并且故障测距的精度得到明显提高。