单相接地故障下第2个反向行波识别的新方法

在三相线路上发生单相接地故障时,线模行波极性受保护线路两侧的母线结构和测量点行波大小的影响,基于单端线模行波极性正确识别第2个反向行波是故障点反射波还是对端母线反射波非常困难。针对此问题,提出了不受线路两侧母线结构影响的第2个反向行波识别新原理,若第2个到达测量点的反向行波中零模与线模行波极性相同,则为故障点反射波;若零模与线模行波极性相反,则为从故障点透射过来的对端母线反射波,大量EMTP仿真证明了此原理清晰、可靠,方法有效、正确。     

一种识别输电线路单相接地故障下第二个反向行波的方法

识别第2个反向行波来自于故障点反射波还是对端母线反射波是单端行波测距和行波测距式距离保护的关键。基于输电线路单相接地故障的交叉透射现象,提出一种不受线路两侧母线结构影响的识别第2个反向行波的新方法。首先利用初始行波与第2个反向行波进行初步测距,判定故障区域;然后根据故障区域确定第2个反向行波的特征波对;最后根据第2个反向行波与其特征波对的极性关系判断第2个反向行波的来源,若第2个反向行波与特征波对的极性相同,则为来自故障点的反射波;若极性相反,则为来自对端母线的反射波。大量EMTP仿真验证了所提方法的可行性和有效性。     

行波距离保护中识别第2个反射波性质的新方法

行波距离保护中存在对端母线反射波影响测距准确性的问题,为此提出一种新的可以统一识别各种接地故障下第2个反射波性质的方法,并给出实现方案。首先通过相模变换,提取初始行波和第2个反射波的0模分量极性以及3个分别以A、B、C相为基准的1模分量极性。然后将初始行波0模分量和3个1模分量的极性关系与第2个反射波0模分量和3个1模分量极性关系进行比较,如果至少有2组关系相同,则为故障点的反射波;如果最多只有1组关系相同,则为对端母线的反射波。大量仿真表明,该方案能正确识别各种接地故障第2个反射波的性质,且不受两端母线结构的影响。     

基于透射模量的第2个反向行波性质识别方法

识别第2个反向行波来自故障点还是对端母线是实现单端行波故障测距的关键,对此,提出一种识别第2个反向行波性质的新方法。通过分析4种类型的行波传播路径,得到透射线模行波与非透射线模行波到达测量端的时间顺序,从而辨识出由故障点交叉透射的初始线模行波,再利用初始透射线模行波与第2个线模反向行波之间的极性关系构造了识别第2个反向行波性质的判据。仿真结果表明:所提方法基本不受母线结构、模量衰减和透射模量的影响,具有较好的可靠性。     

小电流接地系统单相接地故障测距的研究——基于改进A型行波法

反向行波首次到达母线引起突变的模极大值极性与正向行波的相反,且在所有反极性模极大值中幅值最大、易于识别。对传统的A型行波法进行了改进,提出了综合利用不同极性的正向行波和反向行波进行故障测距的新方法,该方法有效地解决了传统的A型行波法存在的行波干扰问题。该方法以故障初始行波到达母线引起突变的幅值最大的正极性模极大值对应的时间作为故障测距的计时起点,并自动判断故障点位于故障线路的前半部分还是后半部分从而选择合适的计时终点。当故障点在线路的前半部分时,以故障点反射波到达母线引起突变的正极性模极大值对应的时间作为计时终点。当故障点位于线路的后半部分时,以线路对端反射波到达母线引起突变的负极性模极大值对应的时间作为计时终点。通过Matlab仿真实验验证了该方法的可行性,同时也证明了该方法具有一定的抗过渡电阻能力、不受中性点接地方式的影响。     

行波法在10kV铁路自闭/贯通线故障测距中的应用

作者介绍了输电线路行波法测距的原理,概述了铁路自闭/贯通线路的特点及其故障测距的研究现状,研究并分析了行波法在自闭/贯通线测距中应用的特殊性,即自闭/贯通线的线路结构、供电方式及负荷的影响,提出了将零模和线模分量相结合,用零模分量对故障点反射波和对端母线反射波进行识别,用线模分量进行测距的方法.并用PSCAD/EMTDC对其进行了建模及仿真分析.仿真结果表明,所提出的方法是可行的.     

单端行波故障测距的组合方法研究

单端辐射状电网发生单相接地故障时,单端行波故障测距的关键是正确识别来自故障点的反射波、对端母线的反射波及健全线路的反射波.行波零模波速具有较强的依频特性,而线模波速较稳定.由于零模波速的不稳定性,当取其为固定值时,导致基于线模、零模波速差的单端行波故障测距精确度不够.针对此问题,首先利用神经网络训练学习,估算出零模波速,基于线模、零模波速差得到初步故障距离,以此初步故障距离从线模行波突变波头中找出故障点反射波头及对端母线反射波头,再把线模波速代入相应的测距公式得到精确故障距离.利用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,对不同的故障情况进行仿真,均验证了该方法具有较高的测量精度和可靠性.     

基于小波变换模极大值的输电线路单端故障定位

基于故障行波的输电线路单端故障定位利用故障点的反射行波与入射行波到达母线的时间差计算故障距离,但如何区分来自故障点和对端母线的反射行波仍是一个难题。在分析故障点和母线的反射特性的基础上,利用电流行波线模分量小波变换的最初2个模极大值之问的相对极性区分来自故障点和对端母线的反射行波．并提出了一种改进的基于小波变换模极大值的输电线路单端故障快速定位方法,能够不受故障类型、故障电阻及耦合线路的影响。理论分析和仿真结果表明,该方法切实可行。     

计及模速差异与杂散电容的反向行波辨识

单端法是行波测距研究的热点,但第2个浪涌波头的辨识因非故障线路及故障对端母线的存在变得困难。为此藉助故障行波线模与零模波速的差异提出一种区分故障半程内外的辅助判据。反向行波虽能有效抑制相邻非故障线路行波折射的影响,但仅基于极性比较的方法并不能准确地辨识出第2个电压行波,故考虑电压行波在实际变电站母线杂散电容处的传播特性,即电压行波在杂散电容处的初始反射系数恒为负的结果而利用第2个反向行波相对极性进行波头辨识。理论分析和实际仿真结果表明,这种方法不受线路两端母线类型影响,对单端行波测距法的有效实施有非常现实的意义。     

利用故障线路暂态波形的新型故障测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,在此基础上提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路暂态行波的现代行波故障测距原理,并将其划分为2种运行模式,标准模式下的原理是利用在线路测量端感受到的由本端分闸初始行波浪涌形成的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,而扩展模式下是利用在线路测量端感受到的由对端分闸初始行波浪涌透过故障点到达本端时产生的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行波故障测距原理所存在的不足.     

利用故障线路暂态波形的新型故障测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,在此基础上提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路暂态行波的现代行波故障测距原理,并将其划分为2种运行模式,标准模式下的原理是利用在线路测量端感受到的由本端分闸初始行波浪涌形成的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,而扩展模式下是利用在线路测量端感受到的由对端分闸初始行波浪涌透过故障点到达本端时产生的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行泼故障测距原理所存在的不足。     

VSC-HVDC输电线路单端行波自动化故障定位方法研究

为保证电压源换流器型高压直流输电(voltage sourcedconverter-HVDC,VSC-HVDC)系统的可靠运行,提出一种基于分布参数模型的VSC-HVDC输电线路单端行波自动化故障定位方法。在1模故障分量网络中,电压行波具有以下2个特点:行波反射会改变极性,折射不改变极性;行波在两端直流母线处会发生全反射,在故障点处则折射大于反射。据此可以得出,测点接收到的所有电压反行波中,来自对端母线第1次反射的反行波是最强的正极性反行波。进而可以根据电压行波首次到达本端测点和对端直流母线处第1次反射的反行波到达测点的时间差实现故障定位。PSCAD下的仿真结果表明,本算法原理正确,具有较高的定位精度,最大误差不超过600 m,且理论上不受过渡电阻的影响,更重要的是无需人工识别行波波头,易于实现故障定位的自动化。     

广义双回线路反向量行波特性新解

通过理论分析和仿真发现:采用两回线路电流构造得到双回线路反向量电流行波,并非不受双回线路以外的系统接线情况的影响,其故障点反射波和对端母线反射波不仅与故障点过渡电阻有关系,还与两端母线的出线数有关。因此,构建基于行波传播路径的双回线路行波分析体系。在该体系下,首次推导出双回线路等长和不等长情况下反向量故障初始行波、故障点反射波以及对端母线反射波的表达式以及得到反向量故障点反射波、对端母线反射波与故障点过渡电阻以及母线端出线的数学关系,并提出基于广义双回线路反向量行波的概念。大量仿真和实测数据表明:基于行波传播路径分析反向量行波特性的正确性。     

考虑透射模量的初始反极性行波的辨识方法

提出了初始反极性行波的辨识方法,对单端行波故障测距具有重要意义.初始反极性行波的出现时刻与母线类型、故障点位置和零模分量衰减程度有直接关系;三一类母线结构中故障初始行波和第2个同极性波头的时间差△t1,以及第2个同极性波头与初始反极性行波的时间差At2,在故障点透射模量可测和衰减至不可测情况下,其比值△t1/△t2与故障距离均满足固定的函数关系;△t1与故障距离在透射模量可测和衰减至不可测情况下也满足固定的函数关系.提出了考虑故障点模量透射及其衰减特性的初始反极性行波的辨识方法.仿真验证表明,该方法可有效识别初始反极性行波的性质.     

考虑透射模量的初始反极性行波的辨识方法

提出了初始反极性行波的辨识方法,对单端行波故障测距具有重要意义。初始反极性行波的出现时刻与母线类型、故障点位置和零模分量衰减程度有直接关系;三一类母线结构中故障初始行波和第2个同极性波头的时间差Δt1,以及第2个同极性波头与初始反极性行波的时间差Δt2,在故障点透射模量可测和衰减至不可测情况下,其比值Δt1/Δt2与故障距离均满足固定的函数关系;Δt1与故障距离在透射模量可测和衰减至不可测情况下也满足固定的函数关系。提出了考虑故障点模量透射及其衰减特性的初始反极性行波的辨识方法。仿真验证表明,该方法可有效识别初始反极性行波的性质。     

基于小波变换的双端行波测距新方法

提出一种不受行波波速和线路长度变化影响的双端测距新方法。通过对电压、电流突变量进行相模变换,采用二进小波变换求出模极大值;利用两侧的模极大值对应点确定行波到达母线的时刻,并且采用极性对照法很好地解决了故障点和相邻母线反射波的识别问题,用初始行波与故障点反射行波到达两端母线的时间之比计算故障距离与线路全长之比;最后采用杆塔定位的方法确定故障点位置。仿真结果证明,此方法有效且具有很高的精度。     

±800kV直流输电线路单端行波故障定位的红绿色彩模式检测

不同于交流系统,直流母线上只有直流输电线路一回线路,线路故障单端行波定位原理不会受母线上其他线路的影响,也不存在单相电压过零点附近发生故障和两相电压相等附近发生相间故障时,初始电压行波为零或很小的问题。直流输电线路两端平波电抗器和直流滤波器构成现实的物理边界,故障电压行波在该边界处的反射系数为正且接近于1。将直流线路正、负两极故障电压行波分别映射到红、绿两个颜色通道,形成红绿色彩模式图,其颜色突变点对应于故障行波波头到达量测点的时刻,颜色突变的方向对应于波头的极性,即红色突变对应正极性浪涌,绿色突变对应负极性浪涌。根据故障点反射波与初始行波的颜色突变方向相反,对端边界反射波与初始行波的颜色突变方向相同,来识别故障位于近端1/2线长之内或之外,以及第二个波头的性质。利用图像的边缘检测方法完成故障行波奇异性检测,藉此实现单端行波定位。该方法不需要对故障行波进行小波变换,简单,直观。大量仿真试验表明该方法正确有效。     

基于初始反极性行波检测的单端故障测距算法

从正、反极性初始故障行波综合利用的角度,提出了检测初始反极性行波实现单端故障测距的新算法.初始反极性行波检测过程中所受干扰相对较少,检测可靠性较高,并且其出现时刻与故障点位置具有特定的分段线性关系.通过“三一类”母线(测量端本端为三类母线,对端为一类母线)初始反极性行波的特征分析并辨识其出现时刻,结合初始故障行波,可有效确定该母线类型下故障点所属线路区段和第2个波头性质,并可初步测量出故障点的位置,依此构造稳定可靠的单端行波测距算法,并确定故障点的精确位置.该算法利用初始正、反极性行波波头,检测可靠性相对较高.仿真验证表明,该算法可有效确定故障点的位置,并将显著提高单端行波故障测距的适应能力及准确性.     

输电线路单端行波故障测距新算法

输电线路发生故障后,行波从故障点出发向不同方向行进,基于单端行波测距原理,故障点反射波以及其他折射反射行波到达检测母线的各个行波波头极性组合,反映了线路的不同故障区段,可以直接判断出故障点所属区段。文中对随机故障发生的4个区段,利用各类行波到达检测母线的时间,分别推导了不受行波速度影响的故障测距算法。现场应用验证了该算法的有效性。     

基于模式识别的单端行波测距研究

母线采用第二类接线方式,考虑母线分布电容,建立输电线路模型。对行波线模分量进行小波变换以及模极大值处理,利用模式识别,建立隶属度函数,对故障初始行波、故障点反射波、对端母线反射波进行标定,得到1组时刻组合(t1m,t2m,t3m)。经过单端行波测距计算,获得2个测距结果x和(L-x),其中1个测距结果为伪根,给出去除该伪根的方法。理论分析和EMTP仿真验证,该文测距方法不受波速影响,并且具有很高的测距精度,较好的抗干扰性和抗过渡电阻能力。