小波包提取算法和相關(guān)分析的電纜雙端行波測距

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(diǎn),為提高電纜故障定位精度提供了有效的檢測方法。

輸電線路發(fā)生故障時，準(zhǔn)確的故障點(diǎn)定位對于保障電力系統(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。

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(shí)踐。

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,由于故障電流微弱,故障點(diǎn)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(diǎn)初始行波和故障點(diǎn)二次反射波分別到達(dá)母線檢測點(diǎn)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(shí)了該方法的有效性和可行性。

采用搜索模極大值的方法,進(jìn)而實(shí)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。

分析了架空線-海底電纜混合輸電線路在發(fā)生故障后行波的折、反射過程,并在此基礎(chǔ)上提出一種架空線-海底電纜混合輸電線路組合行波測距方法,首先通過故障初始行波浪涌到達(dá)線路兩側(cè)測量裝置的時間差來判定故障區(qū)段,再由單端原理給出準(zhǔn)確的測距結(jié)果,本方法消除了雙端測距方法測距精度受給定線路長度誤差以及雙端時間不精確同步問題的影響。pscad仿真表明,所提方法可以準(zhǔn)確的給出測距結(jié)果,具有良好的現(xiàn)場應(yīng)用價值。

分析了架空線-海底電纜混合輸電線路在發(fā)生故障后行波的折、反射過程,并在此基礎(chǔ)上提出一種架空線-海底電纜混合輸電線路組合行波測距方法,首先通過故障初始行波浪涌到達(dá)線路兩側(cè)測量裝置的時間差來判定故障區(qū)段,再由單端原理給出準(zhǔn)確的測距結(jié)果,本方法消除了雙端測距方法測距精度受給定線路長度誤差以及雙端時間不精確同步問題的影響。pscad仿真表明,所提方法可以準(zhǔn)確的給出測距結(jié)果,具有良好的現(xiàn)場應(yīng)用價值。

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(diǎn)處行波傳播特點(diǎn)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(diǎn)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.

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

隨著電力電纜應(yīng)用的增多,對電纜故障測距的精確度要求也不斷提高。提出了一種基于小波分解的信號相關(guān)技術(shù),在此基礎(chǔ)上引入小波變換和自相關(guān)分析方法。先對采集到的信號進(jìn)行多層小波分解,運(yùn)用小波變換進(jìn)行信號濾波和奇異性檢測,然后運(yùn)用搜索模極大值的方法找到高頻分量中的奇異點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)故障的自動精確測距。經(jīng)仿真測得故障距離為1498.23m(預(yù)設(shè)距離1500m),誤差是1.77m,小于一個采樣點(diǎn)的距離,滿足要求。

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(yùn)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。

分析t型線路故障時行波傳輸特點(diǎn),利用t型線路內(nèi)部故障時各變電站記錄的初始行波波頭到達(dá)時間,建立故障時間矩陣,并與t型線路正常時間矩陣相比較,確定故障線路,然后利用雙端測距方法計算出故障點(diǎn)位置。仿真分析表明,該方法可以準(zhǔn)確定位故障線路,并能精確計算出故障距離。

中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) q/csg110031-2012 南方電網(wǎng)故障錄波及行波測距裝置 技術(shù)規(guī)范 technicalspecificationforfaultrecorderandtravellingwavefault locationdeviceofcsg 2012-04-26發(fā)布2012-04-26實(shí)施 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司發(fā)布 q/csg ics 備案號： 目次 1范圍.............................................................................1 2規(guī)范性引用文件...................................................................1 3

基于行波的電力電纜故障測距方法研究

在實(shí)際比較了阻抗測距法和行波測距法之后,并且在了解到電力電纜在進(jìn)行故障測距的實(shí)際操作中行波測距法要比阻抗測距法更有優(yōu)勢,在切實(shí)分析了不同種類的行波測距法方面的優(yōu)缺點(diǎn)以及近期國內(nèi)外在行波故障的有關(guān)測距方法的一些特點(diǎn),對其進(jìn)行了一定的研究。

高壓輸電線路行波測距的行波波速確定方法 作者：黃雄，王志華，尹項根，張哲 作者單位：華中科技大學(xué)電力系,湖北省,武漢市,430074 刊名：電網(wǎng)技術(shù) 英文刊名：powersystemtechnology 年，卷(期)：2004,28(19) 被引用次數(shù)：65次 參考文獻(xiàn)(8條) 1.鄧軍波;施圍輸電線路接地故障行波測距新方法[期刊論文]-繼電器2000(08) 2.全玉生;楊敏中;王曉蓉高壓架空輸電線路的故障測距方法[期刊論文]-電網(wǎng)技術(shù)2000(04) 3.李友軍;王俊生;鄭玉平幾種行波測距算法的比較[期刊論文]-電力系統(tǒng)自動化2001(14) 4.曾祥君;尹項根;林福昌基于行波傳感器的輸電線路故障定位方法研究[期刊論文]-中國電機(jī)工程學(xué)報2002(06) 5.galepf;taylorpvtravelingwa

目前的t型輸電線路行波故障測距算法一般都是依據(jù)雙端行波故障測距的原理。在深入研究行波故障測距原理和t型線路的故障測距方法的基礎(chǔ)上,提出了綜合利用t型線路的三端測量數(shù)據(jù)和線路本身的固有關(guān)系建立線性方程組的方法,并利用線性方程組的解直接進(jìn)行故障支路的判別和故障點(diǎn)測距。此方法突破了首先判斷故障支路然后故障定位的傳統(tǒng)思路,將其進(jìn)行了統(tǒng)一。給出了確定的誤差范圍,作為故障支路識別和故障點(diǎn)測距的依據(jù)。該方法只利用故障電流的初始行波,便于故障的識別。仿真結(jié)果表明了該方法的正確性和精確度。

介紹了一種基于d型行波原理的t接線路故障測距方法,無需故障分支判斷,計算簡單。對t接線路故障時的行波過程進(jìn)行了分析,直接利用故障時刻產(chǎn)生的初始波頭到達(dá)t接線路三端的時刻,基于d型行波原理,進(jìn)行兩次雙端故障測距,然后選擇兩次雙端測距結(jié)果中的較大值作為最終故障測距結(jié)果。用atp仿真軟件和matlab軟件對該方法進(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,此方法能夠利用故障初期很短時間內(nèi)的行波信號實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的故障測距。

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(shí)際需要.

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(diǎn)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。

電力電纜故障診斷中最重要的一點(diǎn)就是對電纜狀態(tài)信息的獲取和分析；但它是在目前的主流檢測則是使用多種檢測設(shè)備的相互配合來完成狀態(tài)信息獲取和測定的任務(wù)。為了能夠同時兼顧快速性和精準(zhǔn)的要求，本文提出了一種更為實(shí)用和先進(jìn)的模糊聚類算法。