小波包提取算法和相關(guān)分析用于電纜雙端行波測(cè)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(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。

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(guò)仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。

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(guò)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(cè)距方法,首先通過(guò)故障初始行波浪涌到達(dá)線路兩側(cè)測(cè)量裝置的時(shí)間差來(lái)判定故障區(qū)段,再由單端原理給出準(zhǔn)確的測(cè)距結(jié)果,本方法消除了雙端測(cè)距方法測(cè)距精度受給定線路長(zhǎng)度誤差以及雙端時(shí)間不精確同步問(wèn)題的影響。pscad仿真表明,所提方法可以準(zhǔn)確的給出測(cè)距結(jié)果,具有良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

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。

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(guò)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(cè)距方法,首先通過(guò)故障初始行波浪涌到達(dá)線路兩側(cè)測(cè)量裝置的時(shí)間差來(lái)判定故障區(qū)段,再由單端原理給出準(zhǔn)確的測(cè)距結(jié)果,本方法消除了雙端測(cè)距方法測(cè)距精度受給定線路長(zhǎng)度誤差以及雙端時(shí)間不精確同步問(wèn)題的影響。pscad仿真表明,所提方法可以準(zhǔn)確的給出測(cè)距結(jié)果,具有良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

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(guò)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。

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(guò)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(wèn)題,采用行波測(cè)距法通過(guò)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。

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(wèn)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.

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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(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(guò)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(duì)電纜故障測(cè)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(hào)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(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行多層小波分解,運(yùn)用小波變換進(jìn)行信號(hào)濾波和奇異性檢測(cè),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(dòng)精確測(cè)距。經(jīng)仿真測(cè)得故障距離為1498.23m(預(yù)設(shè)距離1500m),誤差是1.77m,小于一個(gè)采樣點(diǎn)的距離,滿足要求。

針對(duì)t接輸電線路故障測(cè)距問(wèn)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(guò)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。

分析t型線路故障時(shí)行波傳輸特點(diǎn),利用t型線路內(nèi)部故障時(shí)各變電站記錄的初始行波波頭到達(dá)時(shí)間,建立故障時(shí)間矩陣,并與t型線路正常時(shí)間矩陣相比較,確定故障線路,然后利用雙端測(cè)距方法計(jì)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(jì)算出故障距離。

中國(guó)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(cè)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(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司發(fā)布 q/csg ics 備案號(hào)： 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(cè)距方法研究

高壓輸電線路行波測(cè)距的行波波速確定方法 作者：黃雄，王志華，尹項(xiàng)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(cè)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(cè)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(cè)距算法的比較[期刊論文]-電力系統(tǒng)自動(dòng)化2001(14) 4.曾祥君;尹項(xiàng)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(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)2002(06) 5.galepf;taylorpvtravelingwa

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

目前的t型輸電線路行波故障測(cè)距算法一般都是依據(jù)雙端行波故障測(cè)距的原理。在深入研究行波故障測(cè)距原理和t型線路的故障測(cè)距方法的基礎(chǔ)上,提出了綜合利用t型線路的三端測(cè)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(cè)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(shí)別和故障點(diǎn)測(cè)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(shí)別。仿真結(jié)果表明了該方法的正確性和精確度。

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.

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(guò)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。

分析了架空線-電纜混合線路故障后的行波的傳播過(guò)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(wèn)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。

電力電纜故障診斷中最重要的一點(diǎn)就是對(duì)電纜狀態(tài)信息的獲取和分析；但它是在目前的主流檢測(cè)則是使用多種檢測(cè)設(shè)備的相互配合來(lái)完成狀態(tài)信息獲取和測(cè)定的任務(wù)。為了能夠同時(shí)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。