高压电力电缆故障探测技术研究

电力电缆故障是电力系统中的常见故障,电缆测距是排除电缆故障的前提条件,准确的电缆故障测距可以缩短发现故障点的时间,有利于快速排除故障,减少由电缆故障带来的损失。本论文通过对电力电缆故障产生的原因及故障点探测方法进行分析,并对电力电缆故障测距的常用方法及新的故障测距技术进行系统分析。     

基于小波变换和行波法的电缆故障测距方法研究

本文采用搜索模极大值的方法,进而实现故障的精确测距。通过MATLAB仿真平台,建立了电力电缆故障系统的仿真模型,得出电缆故障波形图。不同位置的不同故障的仿真数据相对误差均小于4%,验证了该方法的可行性和准确性。同时提出并推导一种不包含波速 的测距公式,使得在计算故障距离从理论上摆脱了波速对测距结果的影响。     

基于DSP的输电线短路故障测距系统设计

考虑到目前电缆行波故障测距系统中存在精度低的问题,以提高故障定位的速度和精度为目标,设计了一种输电线缆短路故障测距系统。该测距系统以数字信号处理器(DSP)为核心控制器,能够准确地对故障行波信号进行实时采集和转换,进而实现线缆故障的准确定位和及时排除。仿真实验结果表明:所设计系统检测速度快、测距精度高。     

基于双端电压故障分量的输电线路故障测距实用算法研究

在输电线路的双端故障测距中,为避免测距结果受系统阻抗、过渡电阻和TA饱和等因素的影响而引起误差,本文介绍了一种仅依靠双端电压故障分量来实现输电线路故障测距的新方法.在仅给定故障前后电压相量的基础上,运用叠加原理和对称分量法建立故障后的附加网络,推导出测距公式,通过故障分量电压,实时地求出系统阻抗,从而提高测距精度.在PSASP与Matlab中进行仿真实验,分别得到了在不同的故障类型和过渡电阻下的测距结果,通过仿真结果看出,测距结果几乎不受以上因素的影响,能够精确地进行故障测距,并且不需解长线方程,易于实现,符合现场测距快速准确的要求.     

基于FastICA的高压直流输电线路故障测距方法

提出了采用快速独立分量分析(FastICA)的高压直流输电线路(HVDC)单端行波故障测距方法。利用FastICA算法对故障后的直流输电线路电流信号进行处理,分离出电流行波特征信号,检测初始行波波头与第二个行波波头到达测量点的时间,并判断这两个波头的极性关系,实现了故障测距。应用Matlab软件,建立了HVDC系统模型,对多种故障类型进行了故障测距仿真。结果表明,该方法可准确区分中点内外故障,正确有效。     

基于线路参数估计的输电线路故障测距

针对传统测距方法不考虑线路参数变化情况造成故障定位不准确的问题,采用双端不同步的测距方法,并利用Huber抗差估计优化总体最小二乘法,解决了最小二乘法对线路参数估计过程中由于粗差存在造成的线路参数估计不准确的问题,从而提高了线路故障测距的准确度。通过Matlab仿真验证了该方法较传统测距方法线路参数估计准确度和故障测距精度更高,且测距结果不受故障位置和故障类型的影响。     

直流输电线路行波故障测距系统

介绍了一种采用现代行波故障测距技术的直流输电线路故障测距系统的工作原理、系统结构及其实际运行经验.该系统集成了现代D型和A型2种行波故障测距原理,并且包含3个不同的组成部分:行波采集与处理系统、通信网络和PC主站.现场运行经验表明,该系统具有很高的可靠性和准确性,其测距误差不超过3 km.     

基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法

针对树型配电网分支众多而难以准确选线的问题,本文通过分析发现了不同线路故障初始电流电压行波的极性关系,提高了配电网分支选线的准确率。由于缆线混联线路中的零模波速很不稳定,难以通过线路参数精确获取,提出了基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法,以双端行波测距理论为基础,对线路已有的多端行波测距装置进行自由组合,计算得到多组故障定位结果。通过历史临近故障测距结果误差比较,动态调整各行波测距装置组的权重值,从而进行故障信息的融合决策,给出最终的故障点位置。因此,本文通过故障点同侧行波测距装置组的故障信息对其波速进行在线测量,使得用于故障定位的波速值更贴合实际。最后,采用PSCAD软件对江苏某实际10 kV配电系统进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法不受中性点接地方式的影响,在不同过渡电阻以及系统不同运行方式下均能实现接地故障的精确定位。     

多能互补发电系统故障识别与测距方法

随着大量新能源的接入,使得多端柔性直流系统(Modular Multilevel Converter based Multi-terminal Direct Current, MMC-MTDC)故障特征愈加复杂,快速准确的故障识别与测距是亟需解决的关键难题之一。为此,本文提出了一种风-光-储-蓄互补发电站经柔性直流输电外送系统故障识别与测距方法。首先,搭建风-光-储-蓄互补发电站经柔直外送系统,在此基础上,提出了一种Teager能量算子能量熵的新方法,利用测量点正负极Teager能量算子能量熵的比值构建故障选极及区段识别判据。接着,针对已识别的故障线路,提出变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)与Teager能量算子 (Teager Energy Operator, TEO)相结合的故障测距方法。最后,利用PSCAD/EMTDC进行仿真,结果表明所提识别方法可以准确判断故障所在线路,所提测距方法能在故障发生2 ms时间窗内实现故障测距,误差率不超过2.55%,并具有较高的耐过渡电阻能力。     

基于行波原理的10 kV电缆网络分布式故障定位方案

在线故障测距对于城市10 kV电缆线路的故障查找与修复非常重要,由于配电线路结构复杂,不能直接应用现有单端或双端行波测距技术,无法迅速对故障点进行准确测距和排查抢修,对居民生活和企业生产带来一定不便和经济损失。本文分析了典型10 kV电缆网络接地故障时的电压与电流行波特征及其在线路中（特别是环网柜、线路末端处）的折反射规律,阐述了一种安装于环网柜与线路末端的分布式故障行波测距系统的系统构成、工作原理,并给出了高速数据采集、传感器采集频带选取和线路末端电流行波获取方法等关键技术方案,利用多例现场实例验证了该技术与系统的可靠性和准确性。     

单端工频电气量故障测距算法的鲁棒性

测距算法的鲁棒性是测距结果可靠性的重要保障,传统的测距算法一直在追求准确性而忽略了测距算法的鲁棒性。该文给出了故障测距算法鲁棒性的定义,分析了目前常用的基于工频电气量的5类故障测距算法在各种不同故障类型、系统运行条件和各种测量误差下的鲁棒性问题。仿真结果表明,在各种仿真条件下,测量阻抗法的最大测距误差为31.9km;相对误差为10%左右,虽然不具有很高的准确性,但是具有很强的鲁棒性,可用来确定故障点的粗略范围。     

系统参数变化对输电线路故障测距精度的影响

本文就故障电流分量相位修正阻抗法中系统参数变化对测距精度的影响作了全面分析。大量的数字仿真表明,相位修正阻抗法中由于采用了故障电流分量和迭代计算,系统数参大范围变化时对测距精度影响不大,测距偏差一般在2％以下。     

网络传输微机故障录波测距系统的研究与实现

提出一种新型的通过网络传输的微机故障录波测距系统设计方案,讨论了系统的性能特点、软硬件技术及测距原理,该系统采用分布式的录波装置采集数据,通过以太网后台机传送数据,通过数据处理和计算,可以精确测定故障发生的位置,该系统将计算机技术和电力系统有机结合,为用户提供了一种新型的,技术先进的变电站故障录波测距手段,工程实际应用表明,通过网络传输的微机故障录波测距系统在工程应用上具有更大的灵活性,满足了新建变电站和老改造的不同要求,在变电站综合自动化应用中具有重要的价值。     

输电线路单双端行波测距实例研讨

输电线路故障行波测距方法是利用故障产生的暂态行波信号进行故障检测与定位,主要有单端和双端两种测距方法。本文对单、双端行波测距方法的原理进行了介绍,并结合两次实测数据进行了全面的分析,指出了实际应用过程中存在的问题和改进的方向,对指导行波测距装置的应用具有一定参考意义。     

基于反序网的同杆双回线跨线故障准确测距原理

针对线间存在互感的高压同杆双回线有发生跨线故障的可能,同时不能忽略分布电容对测距结果的影响,基于分布参数模型,利用相序变换后双回线反序网络与系统参数无关的特性,提出了一种使用单端工频电气量进行跨线故障定位的算法.该测距算法在理论上不受系统阻抗及过渡电阻的影响,并且考虑了分布电容对双回线测距精度的影响,加深了对分布参数模型的同杆双回线跨线故障测距的研究,并且克服了以往双回线测距算法精度不高的缺点.该算法理论分析简单,迭代求解测距方程不存在伪根问题,电磁暂态计算程序ATP仿真结果表明,本算法测距精度达到了0.05%.     

基于六序分量法的同杆双回线精确故障测距

在对同杆双回线的故障特性进行分析的基础上，提出采用六序分量法进行故障测距．该方法巧妙地解决了两回线间的互感问题，在六序故障分量网络中，线路两侧的序电流故障分量的有效值之比仍然只是线路阻抗、两端系统阻抗和故障距离的函数，由此得出的测距方程简洁明了，易于求解，且不受故障类型和过渡电阻的限制，也不需要两端数据同步．对同杆双回线的各种故障类型进行仿真的结果表明，所提出的方法能够高精度地测定同杆双回线故障距离．对于超长线路，线路的分布电容对故障测距有较大的影响，在测距方程中，将分布电容以集中参数的形式分配到故障点到输电线路的两侧，从而具有很高的测距精度．     

分布式行波测距系统在广东电网的应用

正分布式行波测距系统,又叫输电线路智能故障诊断系统,是基于分布式监测技术和无线通讯技术的新型输电线路故障自动定位系统。相比于传统的两端式行波测距装置,分布式行波测距系统具有较高的定位精度,且分布式安装使得该系统对于T接及混架等复杂结构的线路具有较强的适应性。同时,分布式行波测距系统还可以通过对故障时刻行波电流波形数据分析,实现雷击(绕击与反击)与非雷击故障的辨识。基于以上众多优点,该系统在广东电网高压网络中已     

线路保护常见的故障测距方法

输电线路发生故障时,通过故障测距装置的自动测量,可以为人工查找故障点提供有效参考,但需要注意测距设备的准确性、可靠性、实用性问题。介绍了基于故障分析的单端测距、双端测距方法,并特别强调在实际中采用的方法,以及这些方法的特点和不足,并对这些方法给与了评价。     

非直接接地系统两相接地故障的单端测距

提出了一种输电线路中性点非直接接地系统双相对地故障的准确测距方法。该算法利用故障网络与零序网络建立故障测距模型,利用单端信号有效地消除了负荷潮流和故障接地电阻对故障测距精度的影响,并可以自动地确定故障线路。仿真结果表明,在接地故障情况下该算法具有准确有效的特点。     

一种基于电压相位关系的单端测距方法

本文提出一种新的单端测距方法,基本原理是利用故障点的故障前电压与故障后的初始电压相位相差为π的特征,通过测量点处的电流、电压得到线路上各点的故障前电压和故障后的初始电压,找到其相位相差π的点对应的距离即为故障距离.该方法简单易行,测距精度较高,解决了远端故障测距不准确的问题,仿真结果验证了方法的有效性.