架空電纜混合線路雙端行波故障測距算法

為克服雙端行波測距精度受電力線路長度誤差及其兩終端時鐘同步偏差影響的缺陷,在分析混合線路故障行波傳播特性的基礎(chǔ)上,提出了一種混合輸電線路的組合行波測距方法。該組合行波測距方法首先利用雙端測距原理判定故障發(fā)生區(qū)段,然后判別各母線側(cè)接收到的行波反射波的來源,最終利用單端行波測距方法計算架空線—電纜混合線路的故障距離。500kv架空線—電纜混合線路組合行波測距仿真計算結(jié)果表明,組合行波測距方法的測距精度明顯高于傳統(tǒng)測距方法的測距精度,可用于工程實踐。

為解決鐵路自閉貫通線架空線-電纜混合線路波速度不一致難以精確測距的問題,在分析混合線路連接點處行波傳播特點的基礎(chǔ)上,提出了基于時間差搜索的雙端行波測距方法.利用連接點處行波到達(dá)線路兩端時間差的不同來確定故障發(fā)生在線路中的區(qū)段和相應(yīng)的波速度,再進(jìn)行精確測距.基于pscad/emtdc對自閉貫通線混合線路建模,并利用小波變換及模極大值檢測理論提取行波波頭進(jìn)行分析.仿真結(jié)果表明,該方法對于架空線-電纜的混合線路是可行的.

由于故障行波傳播色散的影響,確定行波到達(dá)時刻和選擇行波波速一直是電纜行波測距的難題。針對以上兩個問題,提出了基于小波包提取算法和相關(guān)分析的電纜雙端行波故障測距方法。該方法將暫態(tài)行波信號通過小波包分解為不同的頻帶,然后提取能量相對集中的頻帶進(jìn)行小波包重構(gòu)。在該頻帶,線路的衰減系數(shù)和波速都可近似為常數(shù),因此電纜兩端的重構(gòu)波形相似。用相關(guān)分析方法確定兩端波形時間差,再結(jié)合該頻帶的波速,即能精確確定故障位置。通過對實驗結(jié)果的分析表明,提出的方法提高了測距精度,是有效的。

由于故障行波傳播色散的影響,確定行波到達(dá)時刻和選擇行波波速一直是電纜行波測距的難題。針對以上兩個問題,提出了基于小波包提取算法和相關(guān)分析的電纜雙端行波故障測距方法。將故障行波信號通過小波包分解為不同的頻段,提取能量相對集中的頻段進(jìn)行小波包重構(gòu)。用相關(guān)分析方法確定兩端重構(gòu)波形的時間差,再結(jié)合該頻段的波速,即能精確確定故障位置。通過對實驗結(jié)果的分析表明,所提出的方法提高了測距精度,是有效的。

針對110kv及以上電壓等級的高壓架空線—電纜混合線路,提出一種基于雙端行波原理的混合線路故障定位方法。首先,通過將混合線路故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端的時間差與整定值進(jìn)行比較來確定故障區(qū)段;然后,根據(jù)不同的故障區(qū)段推導(dǎo)出相應(yīng)的混合線路雙端行波故障測距算法。為了對提出的混合線路行波故障定位方法進(jìn)行驗證,將故障定位算法嵌入到普通的雙端行波故障定位裝置中,并利用行波測距校驗儀對改造后的行波定位裝置進(jìn)行混合線路故障定位的模擬試驗。試驗表明,所提出的混合線路行波故障定位方法是可行的,而且具有較強的實用性。

電纜―架空線混合線路故障測距方法綜述 引言 隨著現(xiàn)代城市化建設(shè)的快速發(fā)展，可用土地資源日益緊 張，而縱橫交錯的架空線路占用了大量的可用空間，是阻礙 城市化建設(shè)的主要因素之一。因而，用電纜網(wǎng)絡(luò)供電逐步取 代架空線網(wǎng)絡(luò)供電成為現(xiàn)代城市化建設(shè)的必然趨勢。與架空 線相比，電纜線具有輸電容量和可靠性高、應(yīng)用成本低、節(jié) 省空間以及美化市容等優(yōu)點，在我國得到了廣泛應(yīng)用，在原 有架空線網(wǎng)絡(luò)供電的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展為電纜―架空線混合 線路供電。然而由于電纜的運行環(huán)境惡劣、制造工藝不完善 等因素，常常造成電纜絕緣水平下降，造成電纜接地故障。 同樣，架空線也經(jīng)常由于絕緣子質(zhì)量不過關(guān)、惡劣的天氣以 及人為外力的破壞等因素而發(fā)生故障。 當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時，精確定位故障點不僅能夠減輕 人工巡線的負(fù)擔(dān)，而且又能使線路快速恢復(fù)供電，減少停電 引起的經(jīng)濟損失。隨著電纜―架空線混合輸電線路的廣泛應(yīng) 用，如何精確定位故障點意義重

為了提高架空線-高壓電纜混合線路故障測距的精度,并解決測距的偽根問題,提出了一種混合線路的雙端不同步數(shù)據(jù)故障測距改進(jìn)算法?；诜植紖?shù)混合線路模型,分析了測距中偽根的產(chǎn)生原因,通過對二分搜尋法改進(jìn)來避開偽根,通過改進(jìn)算法測出故障位置,并將測距結(jié)果與自動重合閘技術(shù)配合,從而提高了電力系統(tǒng)的安全可靠性。matlab仿真結(jié)果表明,該測距算法不受偽根、過渡電阻、故障類型和位置以及不同步采樣角等條件的影響,能夠快速、精確地實現(xiàn)故障測距。

針對t接輸電線路故障測距問題,將行波故障測距方法應(yīng)用于t接輸電線路故障。首先進(jìn)行故障分支的判定,其次,把復(fù)雜的三端輸電線路通過運算化簡為比較簡單的雙端輸電線路,然后利用雙端行波故障測距的方法進(jìn)行故障測距,得到故障的位置。同時在行波測距裝置中增加行波波形記憶模塊、使用較高的采樣精度,確保雙端行波測距的可行性。

針對電網(wǎng)城市化而帶來的電網(wǎng)繼電保護問題,提出了一種電纜—架空線混合輸電線路故障測距方法。根據(jù)線路參數(shù)計算假設(shè)故障發(fā)生在兩段線路連接處時,暫態(tài)行波傳播到線路兩端所用時間,求取時間差作為基準(zhǔn)值;當(dāng)故障發(fā)生時,用線路兩端測得的行波到達(dá)時刻做差,與基準(zhǔn)值比較判斷故障發(fā)生區(qū)段;利用單端行波故障測距法求取故障位置。該方法不受過渡電阻、故障類型影響,通過仿真驗證了方法的有效性。

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綜合利用t型線路的三端電氣量進(jìn)行故障定位,提出了故障分支判別的判據(jù)以及確定故障點精確位置的方法.利用小波變換和模極大值理論對提取的行波進(jìn)行分析,得到行波波頭到達(dá)的準(zhǔn)確時間.利用行波到達(dá)各測量端的時間差判斷故障分支,在此基礎(chǔ)上利用包含故障分支的初步測距值求取測距結(jié)果.pscad仿真表明,該方法可準(zhǔn)確判斷t型線路的故障分支,測距誤差較小,能夠滿足實際需要.

綜合利用t型線路的三端電氣量進(jìn)行故障定位,提出了故障分支判別的判據(jù)以及確定故障點精確位置的方法。利用小波變換和模極大值理論對提取的行波進(jìn)行分析,得到行波波頭到達(dá)的準(zhǔn)確時間。利用行波到達(dá)各測量端的時間差判斷故障分支,在此基礎(chǔ)上利用包含故障分支的初步測距值求取最終測距結(jié)果。pscad仿真表明,該方法可準(zhǔn)確判斷t型線路的故障分支,測距誤差較小,能夠滿足實際需要。

綜合利用t型線路的三端電氣量進(jìn)行故障定位,提出了故障分支判別的判據(jù)以及確定故障點精確位置的方法。利用小波變換和模極大值理論對提取的行波進(jìn)行分析,得到行波波頭到達(dá)的準(zhǔn)確時間。利用行波到達(dá)各測量端的時間差判斷故障分支,在此基礎(chǔ)上利用包含故障分支的初步測距值求取最終測距結(jié)果。pscad仿真表明,該方法可準(zhǔn)確判斷t型線路的故障分支,測距誤差較小,能夠滿足實際需要。

礦井配電網(wǎng)是單端供電系統(tǒng),其中性點不接地或通過消弧線圈接地,當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時,由于故障電流微弱,故障點位置很難查找。為解決這個問題,采用行波測距法通過檢測故障點初始行波和故障點二次反射波分別到達(dá)母線檢測點的時間來進(jìn)行故障測距,該算法極大的提高了測距的可靠性。仿真結(jié)果證實了該方法的有效性和可行性。

提出一種高壓電纜-架空線混合線路相位測距法,該方法定義了一新定位函數(shù)。通過分析可知,在混合線路上,當(dāng)所取參考點與故障點的相對位置不同時,定位函數(shù)呈現(xiàn)不同的相位特性;當(dāng)所取參考點在故障點前后變化時,定位函數(shù)的相位會發(fā)生唯一一次相位突變,相位發(fā)生突變的位置即為故障點,故障特征明顯,因此利用此相位突變特征進(jìn)行混合線路的快速故障定位。該方法無需事先判別故障區(qū)段,將混合線路直接等效為一等長線路進(jìn)行故障測距,測距精度基本上不受過渡電阻、故障類型、采樣頻率、故障位置和負(fù)荷電流等因素的影響,無測距死區(qū),較好地克服了傳統(tǒng)方法在混合線路連接點附近有死區(qū)的不足。pscad軟件仿真結(jié)果表明該相位測距法正確,測距精度高。

為了實現(xiàn)電纜故障的精確定位,將小波變換模極大值與信號奇異性關(guān)系的理論應(yīng)用于檢測電纜故障行波信號。借助電磁暫態(tài)仿真軟件pscad/emtdc,以35kv交聯(lián)聚乙烯單芯電纜為原型,建立電力電纜故障仿真測試模型。采用daubechies小波對故障測試波形進(jìn)行多尺度、多分辨率分析,仿真結(jié)果表明利用小波變換的時頻局部化特性能夠有效聚焦到電纜故障行波信號中脈沖的起始點,為提高電纜故障定位精度提供了有效的檢測方法。

采用搜索模極大值的方法,進(jìn)而實現(xiàn)故障的精確測距。通過matlab仿真平臺,建立了電力電纜故障系統(tǒng)的仿真模型,得出電纜故障波形圖。不同位置的不同故障的仿真數(shù)據(jù)相對誤差均小于4%,驗證了該方法的可行性和準(zhǔn)確性。同時提出并推導(dǎo)一種不包含波速v的測距公式,使得在計算故障距離從理論上擺脫了波速對測距結(jié)果的影響。

在現(xiàn)實生活中,架空-電纜混合線路不斷增加,而且同一配電線路可能存在多種不同介質(zhì)的電纜。故障行波在不同介質(zhì)中的傳播速度相差較大,傳統(tǒng)的雙端行波故障測距不適合混合配電電路。針對目前較新的基于時間中點的雙端行波故障測距算法進(jìn)行仿真,通過希爾伯特-黃變換得到準(zhǔn)確的故障位置數(shù)據(jù),為以后實際運用提供可靠依據(jù)。

輸電線路發(fā)生故障時，準(zhǔn)確的故障點定位對于保障電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性及安全可靠性非常重要。行波測距法在故障測距中已獲得了廣泛應(yīng)用，但它主要針對的是架空線或電纜線這樣的單線路，對于架空-電纜混合線路的故障測距還不熊很好地解決。文中主要介紹了一種用于架空-電纜混合線路行波測距的基于等價法的雙端d型測距法，并通過仿真試驗驗證了其可行性。

分析了架空線-電纜混合線路故障后的行波的傳播過程以及行波折、反射的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,針對35kv及以上的高壓架空線-電纜混合線路提出了一種基于兩種行波原理相組合的故障測距方法。利用雙端原理根據(jù)混合線路故障初始行波到達(dá)兩端的時間差進(jìn)行故障區(qū)段的選擇,用單端原理進(jìn)行初步故障測距,結(jié)合故障初始行波到達(dá)線路兩側(cè)的時間差由單端原理給出準(zhǔn)確結(jié)果。本方法的優(yōu)點在于得到的測距結(jié)果是單端測距原理的結(jié)果,消除了雙端原理測距中混合線路長度誤差及線路兩側(cè)準(zhǔn)確時間同步問題對測距精度的影響,進(jìn)而提高了測距準(zhǔn)確性與可靠性。atp仿真表明,所提出的混合線路組合行波故障測距方法是可行的,并且故障測距精度得到明顯提高。

引言

提出一種基于預(yù)值查表故障搜索算法的混合線路雙端行波故障定位方法.基于各個電纜-架空線連接點產(chǎn)生的行波到達(dá)線路兩端的時間差建立故障區(qū)段預(yù)置表,利用故障時初始行波波頭到達(dá)線路兩端的時間差查表搜索故障區(qū)段,根據(jù)故障區(qū)段進(jìn)行重合閘控制,如果故障在電纜上則閉鎖重合閘,反之,則開放重合閘;并根據(jù)雙端行波定位公式計算出故障點位置.emtp仿真結(jié)果表明,提出的行波定位方法可準(zhǔn)確定位故障點位置,誤差小于50m,且不受故障點位置、故障類型及過渡電阻的影響,可精確實現(xiàn)重合閘,具有較強的實用性.