小波包提取算法和相关分析用于电缆双端行波测距

为了实现电缆故障的精确定位,将小波变换模极大值与信号奇异性关系的理论应用于检测电缆故障行波信号。借助电磁暂态仿真软件pscad/emtdc,以35kv交联聚乙烯单芯电缆为原型,建立电力电缆故障仿真测试模型。采用daubechies小波对故障测试波形进行多尺度、多分辨率分析,仿真结果表明利用小波变换的时频局部化特性能够有效聚焦到电缆故障行波信号中脉冲的起始点,为提高电缆故障定位精度提供了有效的检测方法。

输电线路发生故障时，准确的故障点定位对于保障电力系统的经济性及安全可靠性非常重要。行波测距法在故障测距中已获得了广泛应用，但它主要针对的是架空线或电缆线这样的单线路，对于架空-电缆混合线路的故障测距还不熊很好地解决。文中主要介绍了一种用于架空-电缆混合线路行波测距的基于等价法的双端d型测距法，并通过仿真试验验证了其可行性。

分析了架空线-海底电缆混合输电线路在发生故障后行波的折、反射过程,并在此基础上提出一种架空线-海底电缆混合输电线路组合行波测距方法,首先通过故障初始行波浪涌到达线路两侧测量装置的时间差来判定故障区段,再由单端原理给出准确的测距结果,本方法消除了双端测距方法测距精度受给定线路长度误差以及双端时间不精确同步问题的影响。pscad仿真表明,所提方法可以准确的给出测距结果,具有良好的现场应用价值。

为克服双端行波测距精度受电力线路长度误差及其两终端时钟同步偏差影响的缺陷,在分析混合线路故障行波传播特性的基础上,提出了一种混合输电线路的组合行波测距方法。该组合行波测距方法首先利用双端测距原理判定故障发生区段,然后判别各母线侧接收到的行波反射波的来源,最终利用单端行波测距方法计算架空线—电缆混合线路的故障距离。500kv架空线—电缆混合线路组合行波测距仿真计算结果表明,组合行波测距方法的测距精度明显高于传统测距方法的测距精度,可用于工程实践。

分析了架空线-海底电缆混合输电线路在发生故障后行波的折、反射过程,并在此基础上提出一种架空线-海底电缆混合输电线路组合行波测距方法,首先通过故障初始行波浪涌到达线路两侧测量装置的时间差来判定故障区段,再由单端原理给出准确的测距结果,本方法消除了双端测距方法测距精度受给定线路长度误差以及双端时间不精确同步问题的影响。pscad仿真表明,所提方法可以准确的给出测距结果,具有良好的现场应用价值。

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v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。

矿井配电网是单端供电系统,其中性点不接地或通过消弧线圈接地,当出现单相接地故障时,由于故障电流微弱,故障点位置很难查找。为解决这个问题,采用行波测距法通过检测故障点初始行波和故障点二次反射波分别到达母线检测点的时间来进行故障测距,该算法极大的提高了测距的可靠性。仿真结果证实了该方法的有效性和可行性。

为解决铁路自闭贯通线架空线-电缆混合线路波速度不一致难以精确测距的问题,在分析混合线路连接点处行波传播特点的基础上,提出了基于时间差搜索的双端行波测距方法.利用连接点处行波到达线路两端时间差的不同来确定故障发生在线路中的区段和相应的波速度,再进行精确测距.基于pscad/emtdc对自闭贯通线混合线路建模,并利用小波变换及模极大值检测理论提取行波波头进行分析.仿真结果表明,该方法对于架空线-电缆的混合线路是可行的.

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在现实生活中,架空-电缆混合线路不断增加,而且同一配电线路可能存在多种不同介质的电缆。故障行波在不同介质中的传播速度相差较大,传统的双端行波故障测距不适合混合配电电路。针对目前较新的基于时间中点的双端行波故障测距算法进行仿真,通过希尔伯特-黄变换得到准确的故障位置数据,为以后实际运用提供可靠依据。

随着电力电缆应用的增多,对电缆故障测距的精确度要求也不断提高。提出了一种基于小波分解的信号相关技术,在此基础上引入小波变换和自相关分析方法。先对采集到的信号进行多层小波分解,运用小波变换进行信号滤波和奇异性检测,然后运用搜索模极大值的方法找到高频分量中的奇异点,从而实现故障的自动精确测距。经仿真测得故障距离为1498.23m(预设距离1500m),误差是1.77m,小于一个采样点的距离,满足要求。

针对t接输电线路故障测距问题,将行波故障测距方法应用于t接输电线路故障。首先进行故障分支的判定,其次,把复杂的三端输电线路通过运算化简为比较简单的双端输电线路,然后利用双端行波故障测距的方法进行故障测距,得到故障的位置。同时在行波测距装置中增加行波波形记忆模块、使用较高的采样精度,确保双端行波测距的可行性。

分析t型线路故障时行波传输特点,利用t型线路内部故障时各变电站记录的初始行波波头到达时间,建立故障时间矩阵,并与t型线路正常时间矩阵相比较,确定故障线路,然后利用双端测距方法计算出故障点位置。仿真分析表明,该方法可以准确定位故障线路,并能精确计算出故障距离。

中国南方电网有限责任公司企业标准 q/csg110031-2012 南方电网故障录波及行波测距装置 技术规范 technicalspecificationforfaultrecorderandtravellingwavefault locationdeviceofcsg 2012-04-26发布2012-04-26实施 中国南方电网有限责任公司发布 q/csg ics 备案号： 目次 1范围.............................................................................1 2规范性引用文件...................................................................1 3

基于行波的电力电缆故障测距方法研究

高压输电线路行波测距的行波波速确定方法 作者：黄雄，王志华，尹项根，张哲 作者单位：华中科技大学电力系,湖北省,武汉市,430074 刊名：电网技术 英文刊名：powersystemtechnology 年，卷(期)：2004,28(19) 被引用次数：65次 参考文献(8条) 1.邓军波;施围输电线路接地故障行波测距新方法[期刊论文]-继电器2000(08) 2.全玉生;杨敏中;王晓蓉高压架空输电线路的故障测距方法[期刊论文]-电网技术2000(04) 3.李友军;王俊生;郑玉平几种行波测距算法的比较[期刊论文]-电力系统自动化2001(14) 4.曾祥君;尹项根;林福昌基于行波传感器的输电线路故障定位方法研究[期刊论文]-中国电机工程学报2002(06) 5.galepf;taylorpvtravelingwa

在实际比较了阻抗测距法和行波测距法之后,并且在了解到电力电缆在进行故障测距的实际操作中行波测距法要比阻抗测距法更有优势,在切实分析了不同种类的行波测距法方面的优缺点以及近期国内外在行波故障的有关测距方法的一些特点,对其进行了一定的研究。

分析了传输线中的行波过程。在传统的测距方法的基础上,提出了不受波速影响的电缆故障测距的改进算法。仿真实验结果表明,采用改进的测距算法得到的测距比较接近于实际的距离,其精度高于传统算法所得的结果。

本文首先对电缆的故障波形进行了仿真分析,得到电缆故障点击穿和未击穿时的特征波形。利用小波分析法在信号消噪、奇异性检测等方面的优异性能,提出了基于小波奇异性检测原理的电缆故障定位技术。该技术利用小波分析所具有的时频局部特性,来分析电力电缆行波故障测距中反射脉冲的奇变点。在对此技术进行理论分析的基础上,利用计算机仿真证实这一技术的正确性、有效性。

目前的t型输电线路行波故障测距算法一般都是依据双端行波故障测距的原理。在深入研究行波故障测距原理和t型线路的故障测距方法的基础上,提出了综合利用t型线路的三端测量数据和线路本身的固有关系建立线性方程组的方法,并利用线性方程组的解直接进行故障支路的判别和故障点测距。此方法突破了首先判断故障支路然后故障定位的传统思路,将其进行了统一。给出了确定的误差范围,作为故障支路识别和故障点测距的依据。该方法只利用故障电流的初始行波,便于故障的识别。仿真结果表明了该方法的正确性和精确度。

综合利用故障产生的暂态行波对电缆单环网进行测距分析。对单环网的整体结构进行划分,提出单环网测距方案。针对t型电缆线路提出具体测距原理,根据故障行波到达各测量端的时间差计算初步测距结果,判断t型电缆内、外部故障区段,在确定区段的基础上由初步测距结果得到故障点的精确位置。利用格鲁布斯检验法对测距结果进行筛选,应用三次b-样条小波和模极大值理论得到行波的准确到达时间。仿真结果表明了该测距原理及方案的可行性和准确性。

为研究采用三相护层交叉互联方式的高压电缆线路的行波测距方法,讨论了裸露高压电缆(电缆沟或隧道敷设)的相量参数和模量参数的计算方法。通过分析模量参数的特征,将电缆中的模量分为内模量和外模量,分别计算了直埋电缆和裸露电缆的内、外模量波速,计算表明裸露电缆的外模量波速高于内模量。电缆护层交叉互联时,内、外模量会因行波折反射而相互转化,波速较快的外模量会对内模量波头造成干扰,给裸露电缆的双端行波测距造成影响。理论分析和数值计算表明,采用三相芯线电流之和作为行波测距信号,可有效消除外模量干扰,大大加强内模量波头特征,有利于提高行波测距准确度。