基于双端行波原理的高压架空线-电缆混合线路故障定位方法

针对110 kV及以上电压等级的高压架空线一电缆混合线路,提出一种基于双端行波原理的混合线路故障定位方法.首先,通过将混合线路故障产生的初始行波浪涌到达线路两端的时间差与整定值进行比较来确定故障区段;然后,根据不同的故障区段推导出相应的混合线路双端行波故障测距算法.为了对提出的混合线路行波故障定位方法进行验证,将故障定位算法嵌入到普通的双端行波故障定位装置中,并利用行波测距校验仪对改造后的行波定位装置进行混合线路故障定位的模拟试验.试验表明,所提出的混合线路行波故障定位方法是可行的,而且具有较强的实用性.     

10 kV配电网含分支混合线路故障行波定位研究

考虑配电网实际结构,建立配电网常见的架空线—电缆混合线路模型,设置分支点和分支线路,模拟分界开关和环网柜及其出线情况,提出分支域的概念。基于此提出一套故障定位方法,首先比较分支域外和域内故障时各分支线路末端与支路分支点初始行波到达时差的不同,以确定故障是否发生于分支线路;其次将实际故障时混合主干线路初始行波到达始末端的时差值与分支点和线缆连接点故障时相比较,并结合分支线路故障判据以确定主干线路的故障区段;最后提出简单的单双端行波组合测距方法,确定具体故障位置。PSCAD仿真结果证明,该套定位方法能较为准确地选出故障线段,并确定故障位置。     

基于故障距离区间的混联线路单端行波测距

架空线–电缆混联输电线路发生故障时,单端故障行波难以辨识,无法直接用以定位故障点。为提升单端量测距的实用性,提出一种基于故障距离区间的混联输电线路单端行波故障测距方法。首先,利用基于单端工频量的逐段推演故障区段法,初步划定故障距离区间,并通过在线估算对端等值阻抗以确保所划定的区间的正确性;然后,分析划定的区间内的行波传播规律,构建故障点精确定位方法,针对区段连接点邻域内故障的特殊场景,提出连接点故障识别判据和故障区段判据;最后,通过剔除待辨识波头所在区间内的干扰波确保算法精度和可靠性。仿真结果表明,该方法测距精度高,不存在区段连接点邻域测距死区,通用于多段混联输电线路,具备较高的实用价值。     

基于分布式行波检测的广域网络故障定位方法

针对现有广域故障行波定位方法存在计算量大、算法实现复杂等问题,提出了一种基于分布式行波检测的广域故障定位新方法。将大量数据处理与复杂定位算法实现推至"云端",首先根据网络拓扑结构和装置布点情况,寻找环网中每条线路对应不同检测点的区段连接点,将环路划分为多个区段,在任意区段发生故障,初始行波的传输路径被直观唯一确定;依据初始行波到达时间的相关性,可有效界定故障区段,并在此基础上,根据初始行波传输路径,融合处理全网波形数据得到故障精确位置。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,在配置有限数量的行波采集装置情况下,可实现复杂电网快速、精确、可靠故障定位,算法实现简单,可行性强。     

基于行波原理的110kV架空线-电缆混合线路自适应重合闸控制技术研究

提出一种基于行波原理的110 kV架空线-电缆混合线路故障分段原理,即通过将混合线路故障产生的初始行波浪涌到达线路两端的时间差与一系列整定值比较采确定故障区段(电缆区段或者架空线区段),这些整定值即为所有电缆与架空线连接点故障时产生的初始行渡浪涌到达线路两端的时间差值,可预先根据线路结构参数计算出来.在此基础上,提出一种110 kV混合线路自适应重合闸控制方案,该方案首先通过混合线路双端行波故障分段系统识别故障区段,然后通过向相应的微机保护装置发送重合闸允许信号(架空线故障)或闭锁信号(电缆故障),从而实现自适应重合闸控制.     

一种无需参数整定的混合线路故障行波定位方法

为解决混合线路故障行波定位中行波波速与线路长度参数整定的难题,论文分析了混合线路中故障行波的传输特性,提出了一种无需参数整定的故障行波定位方法。该方法在线路不同位置设置多个模拟故障点,依次试验测试或仿真测试线路上各个模拟故障点产生的故障行波传输到该线路首端与末端的时间差,构建基准行波时差数组;当线路实际发生故障时,由行波采集装置测量行波信号到达线路首端与线路末端的时间差,与基准行波时差数组中各元素比较,判别故障区段;并计算故障点在故障区段线路的相对位置,根据各杆塔或电缆接头的位置确定故障点准确位置。仿真结果表明该方法无需整定线路长度和行波波速,且定位结果不受线路弧垂的影响,具有算法简单、实用性强、定位精度高的优点。     

配电网混合线路单端行波测距方法的研究

在确定配电网混合线路结构及行波在架空线路和电缆线路中传播速度的前提下,提出一种基于行波法的配电网混合线路故障定位方案.该方案分3步进行:第一步在线路始端的正常相和故障相分别注入高幅值窄脉冲信号,并比较返回波形,根据波形突变点找出故障点对应时刻;第二步根据混合线路中每段线路的长度及行波在该段线路上的波速计算出行波在每段线路上的传播时间;第三步通过比较故障点对应时刻和行波在各区段上的传播时间来确定故障区段及故障点.最后通过理论分析及ATP仿真证明了所提方案的正确性.     

架空线-电缆-架空线混合线路故障定位方法研究

为了解决波速不准确对混合线路故障定位的影响,提出一种架空线-电缆-架空线混合线路故障定位新方法。首先,通过检测各区段的零序电流幅值差异度,实现故障大区段检测;然后,基于纯架空线或纯电缆线路的波速相同特性,通过检测故障行波首次到达故障区段两端的时间,实现故障小区段检测,进一步缩小故障区段;最后,结合三端行波法对架空线-电缆-架空线混合线路进行故障测距。仿真结果表明,该方法简单,高效,抗干扰能力较强,测距精度满足要求。     

基于分段补偿原理的电缆架空线混合线路双端行波故障测距算法

架空线、电缆多段混合线路中,由于各段线路行波速度不一致,用于均匀传输线的传统双端测距算法无法适用。给出了传统双端测距算法的另一种表达形式,在分析混合线路行波传播时间特征的基础上,提出比较故障初始行波浪涌到达线路两侧测量点的时间差与混合线路各个连接点处行波传播到线路两侧测量点的时间差确定故障区段,再通过时间和距离补偿,将故障距离表示为故障区段端点到测量点的距离与故障点到该端点的矢量距离之和。相比于现有混合线路行波测距方法,所提方法适应性更强、概念更清晰、实现更简单,且实现了和传统双端测距算法的形式与物理含义的统一。ATP仿真验证了该方法的可行性。     

脉冲注入法和单端故障行波法相结合的直流输电系统接地极线路故障测距

分析了直流输电系统在单极运行方式下,接地极线路故障暂态行波和外部注入脉冲信号在接地极线路上的传播过程。以此为基础,提出一种将脉冲注入法和单端故障行波法相结合的接地极线路故障测距方案。首先通过在换流站直流中性母线处监测接地极线路故障暂态行波识别线路是否发生故障,在线路故障暂态过程结束后从中性母线向线路注入脉冲信号。根据脉冲注入法得到初步测距结果,并以此确定故障区段。然后,根据确定的故障区段,进一步用单端故障行波法再次获得测距结果。最后,对两次测距结果取平均值,作为最终测距结果。以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了直流输电系统在单极运行方式下的接地极线路故障测距仿真模型。并借助Matlab对仿真波形数据进行分析,表明所提出的接地极线路故障测距方案是可行的。     

A novel fault location method for distribution networks with distributed generations based on the time matrix of traveling-waves

To improve location speed, accuracy and reliability, this paper proposes a fault location method for distribution networks based on the time matrix of fault traveling waves. First, an inherent time matrix is established according to the normalized topology of the target distribution network, and a post-fault time matrix is obtained by extracting the head data of initial waves from traveling wave detection devices. A time determination matrix is then obtained using the difference operation between the two matrices. The features of the time determination matrix are used for fault section identification and fault distance calculation, to accurately locate faults. The method is modified by considering economic benefits, through the optimal configuration of detection devices of traveling waves when calculating fault distances. Simulation results show that the proposed method has good adaptation with higher fault location accuracy than two other typical ones. It can deal with faults on invalid branches, and the error rate is under 0.5% even with connected DGs.     

基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法

针对现有全并联AT牵引网单端故障定位方法存在故障区段识别灵敏度低、行波第二波头易受故障点折反射影响的问题,提出了一种基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法。首先,分析了自耦变压器绕组对地电容对高频分量的衰减特性,论证了相邻线路故障电流行波高频能量幅值的差异性,构建了能量比值差异度判据,利用差异度实现了故障区段定位。然后,分析了行波在全并联AT牵引网故障区段内的传播特性,揭示了反向量电流对端母线行波具有明显的故障突变奇异性。最后,提出了基于反向量电流行波的故障定位方法,通过准确标定行波初始波头、第二波头的到达时间,实现了故障的精确定位。仿真结果表明,所提方法在噪声环境下能准确辨识弱故障特征,提高了全并联AT牵引网故障定位的精确性。     

不受波速影响的输电线路单端行波故障测距研究

现有输电线路行波故障测距方法,不论单端法还是双端法都会由于故障发生时行波波速的不确定．以及输电线路正常弧垂的影响,从而导致故障测距结果不精确。立足于现有输电线路行波故障测距原理．提出了一种新型的单端行波故障测距方法,通过小波变换得到故障初始行波、故障点反射行波和对端母线反射行波到达母线的时间．在此基础上求解3个距离与时间的方程,得到不受波速影响的故障测距结果。理论上该方法不受行波波速和线路弧垂的影响．仿真分析也证明了其正确性．     

一种不受波速影响的T型输电线路故障定位方法

为了解决行波波速的不确定性对故障定位影响的问题,针对T型输电线路,提出一种不受波速影响的故障定位方法。该方法主要包含两个部分:故障支路判断矩阵的建立和故障点的精确定位。首先,根据故障初始行波到达时刻建立一种新的故障支路判断矩阵,利用该矩阵的元素特征实现故障支路的判断,同时该矩阵不包含行波波速的任何信息;其次,在双端行波故障定位原理的基础上推导出一种与波速无关的故障点定位方法。理论推导表明,该方法两部分均不受行波波速的影响。仿真结果表明,所提方法能够准确检测到故障初始行波到达测量点的时刻,进而确定故障支路,并精确定位故障点。该方法消除了行波波速对故障定位的影响,同时,定位精度不受故障类型和过渡电阻的影响。     

带T型分支输电线路的单端行波故障测距

在带T型分支的输电线路中,利用单端的工频故障信息或者行波故障信息实现各种情况下的故障测距较难。在分析带T型输电线路行波传播特征的基础上,提出了依据故障行波折、反射特性进行故障分支判别和故障点测距的方法。T型线路基于单端故障行波的测距结果上传至主站端,参考调度主站端基于工频故障信息的测距结果,得到最终的故障测距结果。该方法充分利用调度主站的故障信息,不依赖故障行波间的极性关系,同时可以实现波速的在线校正并取得优化的测距结果。ATP/EMTP仿真结果表明该方法测距精度高,具有一定的实用价值。     

基于S变换的多端输电网故障定位方法

针对现有对于多端输电线路故障定位方法研究的不足,提出了一种基于暂态行波的多端输电网故障定位新方法。对各检测端母线电压线模分量应用S变换,从中提取出奈奎斯特频率分量单频率行波的幅-时变化特性,幅值最大值对应的时刻即为行波波首的到达时刻。采用该频率分量对应的行波波速作为计算用波速,解决了波速不确定的问题。将多端输电网看作含有一条干路和若干支路的集合,形成从支路到干路逐一排除的故障定段方案。最后,依定段结果与双端测距原理计算出故障点准确位置。仿真分析结果表明,定位精确、可靠,算法抗噪性及适应性强。     

行波法与阻抗法结合的综合单端故障测距新方法

提出了一种基于小波变换模极大值的行波法与阻抗法相结合的单端故障测距方法。首先用行波法进行单端故障测距,利用故障点的反射行波与入射行波到达测量端的时间差计算故障距离。行波法不用区分故障点的反射波和对端母线的反射波以及相邻线路的折射波,故得到多个测距结果,再用单端阻抗法对行波法测距结果进行筛选,选择最接近的一个结果作为最终测距结果。仿真计算表明,所述测距方法不受故障类型、系统运行方式等因素影响,鲁棒性较强。     

配电线路行波故障测距初探

探索综合利用故障初始电流、电压行波线模分量实现配电线路双端故障测距的新方法。根据不同配电线路的结构特点,分别提出了“电流-电压”、“电压-电压”和“电流-电流”3种双端行波测距模式。简要分析了小电流接地故障及相间短路故障的行波特征,阐述了故障行波信号的获取、故障过渡电阻、配电网混合线路、多分支线路以及行波波头的准确标定等影响故障测距的关键技术问题。提出利用线路末端配电变压器传变电压行波,解决配电线路末端行波信号不易获取的问题。最后通过现场试验初步验证了该方法的可行性。     

配电混合线路双端行波故障测距技术

该文提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线、电缆混合线路单相接地及相间短路故障测距,分析了故障初始行波模分量的暂态特征。研究发现,尽管中性点非有效接地系统单相接地故障后线路稳态线电压保持不变,但其故障暂态过程仍产生行波线模分量,这样单相接地及相间短路故障均可利用参数比较稳定的行波线模分量作为测量信号。分析表明行波在配电混合线路传播过程中发生复杂的折、反射,应该利用双端行波测距法测量故障距离。针对架空线和电缆波速度不一致的问题,给出了基于时间中点的故障点搜索算法。分析了电压、电流行波在线路末端的反射规律,为选择合适的行波测量信号提供了理论基础。现场试验表明文中所述方法可行有效。