架空電纜混合線路雙端行波故障測(cè)距算法

為克服雙端行波測(cè)距精度受電力線路長(zhǎng)度誤差及其兩終端時(shí)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(cè)距方法。該組合行波測(cè)距方法首先利用雙端測(cè)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(lái)源,最終利用單端行波測(cè)距方法計(jì)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(cè)距仿真計(jì)算結(jié)果表明,組合行波測(cè)距方法的測(cè)距精度明顯高于傳統(tǒng)測(cè)距方法的測(cè)距精度,可用于工程實(shí)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(cè)距的問題,在分析混合線路連接點(diǎn)處行波傳播特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了基于時(shí)間差搜索的雙端行波測(cè)距方法.利用連接點(diǎn)處行波到達(dá)線路兩端時(shí)間差的不同來(lái)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(cè)距.基于pscad/emtdc對(duì)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(cè)理論提取行波波頭進(jìn)行分析.仿真結(jié)果表明,該方法對(duì)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(shí)刻和選擇行波波速一直是電纜行波測(cè)距的難題。針對(duì)以上兩個(gè)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(cè)距方法。該方法將暫態(tài)行波信號(hào)通過小波包分解為不同的頻帶,然后提取能量相對(duì)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(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析表明,提出的方法提高了測(cè)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(shí)刻和選擇行波波速一直是電纜行波測(cè)距的難題。針對(duì)以上兩個(gè)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(cè)距方法。將故障行波信號(hào)通過小波包分解為不同的頻段,提取能量相對(duì)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(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析表明,所提出的方法提高了測(cè)距精度,是有效的。

針對(duì)110kv及以上電壓等級(jí)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(shí)間差與整定值進(jìn)行比較來(lái)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(cè)距算法。為了對(duì)提出的混合線路行波故障定位方法進(jìn)行驗(yàn)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(cè)距校驗(yàn)儀對(duì)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(yàn)。試驗(yàn)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(qiáng)的實(shí)用性。

電纜―架空線混合線路故障測(cè)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(cuò)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(shì)。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(diǎn)，在我國(guó)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(yùn)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(shí)，精確定位故障點(diǎn)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(jì)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(diǎn)意義重

為了提高架空線-高壓電纜混合線路故障測(cè)距的精度,并解決測(cè)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(cè)距改進(jìn)算法?；诜植紖?shù)混合線路模型,分析了測(cè)距中偽根的產(chǎn)生原因,通過對(duì)二分搜尋法改進(jìn)來(lái)避開偽根,通過改進(jìn)算法測(cè)出故障位置,并將測(cè)距結(jié)果與自動(dòng)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(cè)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(shí)現(xiàn)故障測(cè)距。

針對(duì)t接輸電線路故障測(cè)距問題,將行波故障測(cè)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(yùn)算化簡(jiǎn)為比較簡(jiǎn)單的雙端輸電線路,然后利用雙端行波故障測(cè)距的方法進(jìn)行故障測(cè)距,得到故障的位置。同時(shí)在行波測(cè)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(cè)距的可行性。

針對(duì)電網(wǎng)城市化而帶來(lái)的電網(wǎng)繼電保護(hù)問題,提出了一種電纜—架空線混合輸電線路故障測(cè)距方法。根據(jù)線路參數(shù)計(jì)算假設(shè)故障發(fā)生在兩段線路連接處時(shí),暫態(tài)行波傳播到線路兩端所用時(shí)間,求取時(shí)間差作為基準(zhǔn)值;當(dāng)故障發(fā)生時(shí),用線路兩端測(cè)得的行波到達(dá)時(shí)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(cè)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(yàn)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(diǎn)精確位置的方法.利用小波變換和模極大值理論對(duì)提取的行波進(jìn)行分析,得到行波波頭到達(dá)的準(zhǔn)確時(shí)間.利用行波到達(dá)各測(cè)量端的時(shí)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(cè)距值求取測(cè)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(cè)距誤差較小,能夠滿足實(shí)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(diǎn)精確位置的方法。利用小波變換和模極大值理論對(duì)提取的行波進(jìn)行分析,得到行波波頭到達(dá)的準(zhǔn)確時(shí)間。利用行波到達(dá)各測(cè)量端的時(shí)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(cè)距值求取最終測(cè)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(cè)距誤差較小,能夠滿足實(shí)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(diǎn)精確位置的方法。利用小波變換和模極大值理論對(duì)提取的行波進(jìn)行分析,得到行波波頭到達(dá)的準(zhǔn)確時(shí)間。利用行波到達(dá)各測(cè)量端的時(shí)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(cè)距值求取最終測(cè)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(cè)距誤差較小,能夠滿足實(shí)際需要。

礦井配電網(wǎng)是單端供電系統(tǒng),其中性點(diǎn)不接地或通過消弧線圈接地,當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí),由于故障電流微弱,故障點(diǎn)位置很難查找。為解決這個(gè)問題,采用行波測(cè)距法通過檢測(cè)故障點(diǎn)初始行波和故障點(diǎn)二次反射波分別到達(dá)母線檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行故障測(cè)距,該算法極大的提高了測(cè)距的可靠性。仿真結(jié)果證實(shí)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(cè)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(diǎn)與故障點(diǎn)的相對(duì)位置不同時(shí),定位函數(shù)呈現(xiàn)不同的相位特性;當(dāng)所取參考點(diǎn)在故障點(diǎn)前后變化時(shí),定位函數(shù)的相位會(huì)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(diǎn),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(wú)需事先判別故障區(qū)段,將混合線路直接等效為一等長(zhǎng)線路進(jìn)行故障測(cè)距,測(cè)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(wú)測(cè)距死區(qū),較好地克服了傳統(tǒng)方法在混合線路連接點(diǎn)附近有死區(qū)的不足。pscad軟件仿真結(jié)果表明該相位測(cè)距法正確,測(cè)距精度高。

為了實(shí)現(xiàn)電纜故障的精確定位,將小波變換模極大值與信號(hào)奇異性關(guān)系的理論應(yīng)用于檢測(cè)電纜故障行波信號(hào)。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(cè)試模型。采用daubechies小波對(duì)故障測(cè)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(shí)頻局部化特性能夠有效聚焦到電纜故障行波信號(hào)中脈沖的起始點(diǎn),為提高電纜故障定位精度提供了有效的檢測(cè)方法。

采用搜索模極大值的方法,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障的精確測(cè)距。通過matlab仿真平臺(tái),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(duì)誤差均小于4%,驗(yàn)證了該方法的可行性和準(zhǔn)確性。同時(shí)提出并推導(dǎo)一種不包含波速v的測(cè)距公式,使得在計(jì)算故障距離從理論上擺脫了波速對(duì)測(cè)距結(jié)果的影響。

在現(xiàn)實(shí)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(cè)距不適合混合配電電路。針對(duì)目前較新的基于時(shí)間中點(diǎn)的雙端行波故障測(cè)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(shí)際運(yùn)用提供可靠依據(jù)。

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(duì)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(cè)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(shí)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(cè)距,結(jié)合故障初始行波到達(dá)線路兩側(cè)的時(shí)間差由單端原理給出準(zhǔn)確結(jié)果。本方法的優(yōu)點(diǎn)在于得到的測(cè)距結(jié)果是單端測(cè)距原理的結(jié)果,消除了雙端原理測(cè)距中混合線路長(zhǎng)度誤差及線路兩側(cè)準(zhǔn)確時(shí)間同步問題對(duì)測(cè)距精度的影響,進(jìn)而提高了測(cè)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(cè)距方法是可行的,并且故障測(cè)距精度得到明顯提高。

輸電線路發(fā)生故障時(shí)，準(zhǔn)確的故障點(diǎn)定位對(duì)于保障電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及安全可靠性非常重要。行波測(cè)距法在故障測(cè)距中已獲得了廣泛應(yīng)用，但它主要針對(duì)的是架空線或電纜線這樣的單線路，對(duì)于架空-電纜混合線路的故障測(cè)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(cè)距的基于等價(jià)法的雙端d型測(cè)距法，并通過仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。

引言

介紹了一種基于d型行波原理的t接線路故障測(cè)距方法,無(wú)需故障分支判斷,計(jì)算簡(jiǎn)單。對(duì)t接線路故障時(shí)的行波過程進(jìn)行了分析,直接利用故障時(shí)刻產(chǎn)生的初始波頭到達(dá)t接線路三端的時(shí)刻,基于d型行波原理,進(jìn)行兩次雙端故障測(cè)距,然后選擇兩次雙端測(cè)距結(jié)果中的較大值作為最終故障測(cè)距結(jié)果。用atp仿真軟件和matlab軟件對(duì)該方法進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明,在t接線路發(fā)生故障時(shí),此方法能夠利用故障初期很短時(shí)間內(nèi)的行波信號(hào)實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的故障測(cè)距。