电力系统输电线路故障测距研究方法
高压输电线路行波故障测距技术应用论文
高压输电线路行波故障测距技术及应用探究摘要:高压输电线路是电力系统的重要组成部分。
快速、准确地故障测距,可以及时发现绝缘隐患,及早采取防范措施,提高运行的可靠性并减少因停电而造成的巨大综合损失。
进一步研究输电线路的行波故障测距,对于提升故障测距的精度,保证电网稳定运行仍具有重要意义。
关键词:输电线路行波故障测距高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一,具有巨大的社会和经济效益。
输电线路行波故障测距与传统的工频量测距方式相比具有明显的优势,但同时由于受一些干扰因素影响,导致目前的行波故障测距仍存在诸多问题。
为了及时发现绝缘隐患,采取防范措施,保障电力系统运行的可靠性,就必须寻找一种快速、准确的故障测距方法,及时找到高压输电线路的故障点。
1.行波法故障测距的原理及分类近年来,全国电网逐渐升级换代,变电站容量不断增大,作为各变电站间能量传输的通道,高压输电线路在电力系统中地位显得越来越重要,高压输电线路的可靠性相对整个电网的安全运行也具有越来越重要的作用。
随着电压等级从超高压到特高压不断发展,电力系统对电网安全运行的要求越来越高,输电线路发生故障后的影响也将会越来越大,对线路修复的准确性和快速性也提出了更高的要求。
准确快速的故障测距可有效帮助修复线路,保证线路可靠供电,从而保证整个电网的安全稳定运行,最大程度降低线路故障对整个电力系统造成的威胁,以及对国民经济和人民生活带来的综合损失。
行波即线路中传播的电磁波。
当输电线路发生故障时,故障点处会产生从基频到很高频率的暂态行波,暂态行波沿输电线向两端传播,在线路末端母线、故障点等波阻抗不连续的点处会发生反射和折射。
经过反射和折射行波的极性会发生改变,频率会发生突变,根据这些变化量可以测量出行波到达这些点的时刻。
利用线路长度,行波到达测量点的时刻以及行波传播的速度可以计算出故障点所在的位置。
按照检测行波的方式,将行波测距法分为四类,a型、b型、c型和d型。
高压输电线路的故障测距方法
高压输电线路的故障测距方法摘要:对高压输电线路进行精确的故障定位,是确保电网安全、稳定的重要手段。
对国内外的故障定位技术和国内外的研究状况进行了较为深入的探讨。
按每一种测距算法所使用的方法,将其划分为两种类型:一种是故障解析法,另一种是行波法。
在简要地阐述了失效分析方法的基础上,着重分析了行波法中行波获取、波头识别、波速确定、单端行波、多端行波定位的方法。
最后,归纳了目前尚待进一步研究和探讨的问题,并分析了几种不同的测距方法的优势及其问题。
并对各种测距方法的使用和限制进行了分析。
并指出了高压输电线的故障定位技术和应用前景。
关键词:高压输电线路;故障测距;行波法:故障分析法引言:根据线路模型、测距原理和测距装置的不同,高压线路的故障测距方法有很多种。
当前,根据距离测量的基本原则,将高压输电线路的故障定位方法划分为两种。
其中,故障检测方法是根据现场检测到的工频点电压、电流信号等资料,对故障点的位置进行分析和计算。
行波法是通过行波传播原理来检测输电线的故障位置。
行波法适用于高压线路,缺点是线路复杂,分支多,在配电网中较短的线路很难识别故障的波头和波阻抗变化。
然而行波法投资少、可靠性高、测距准确,是目前公认的电力线路测距最准确、适用范围最广的一种故障测距方法。
一、高压输电线路的故障测距概述在电力系统运行时,发电站向周围居民提供电力,而发电站所提供的电力并不只是用于附近居民,而是为了更大范围的需求,因为电力要长距离传送,所以必须采用高电压传送,而非常规导线。
高压传输线可分成两类,即电缆输电线路和高架输电线路。
电缆传输线不占用任何地方,位于地下,而架空传输线则位于高空。
在高电压输电线的故障定位中,测量精度的高低将会对电力网的正常工作产生很大的影响。
在测量时,利用测量中所得到的绝对和相对误差,来确定距离的最终结果,使其误差降到最低,并用比较的方法测量出故障的距离。
在实际应用中,由于环境条件、技术手段、经济条件等因素的影响,故障测距存在一定的误差标准。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法高压架空输电线路是电力系统中非常重要的组成部分,其故障对电网运行安全和稳定性都有很大的影响。
及时准确地测距故障点对于维护输电线路的稳定运行至关重要。
本文将介绍高压架空输电线路故障测距方法,希望能够为相关领域的工作人员提供一些参考和帮助。
一、故障类型在高压架空输电线路中,常见的故障类型包括短路故障、接地故障和开路故障。
短路故障是指两相或三相之间产生了短路故障,导致电流过大,甚至造成设备损坏。
接地故障是指导线或设备与地之间发生接地故障,可能导致电压不平衡和设备过载。
而开路故障是指导线断裂或设备失效,导致电路断开,影响正常供电。
二、故障测距方法1. 巡视法巡视法是一种最为简单直接的故障测距方法。
工作人员通过现场外观巡视和设备检查,寻找出现故障的迹象和线路上的异常现象,从而初步确定故障位置。
此方法适用于跳闸或跳闸后无法合闸的故障情况,有利于快速定位故障点。
2. 试跳法试跳法是通过在正常情况下连通的设备上进行试跳,观察故障设备的跳闸情况,从而确定故障的位置。
该方法需要工作人员对设备进行精确的操作,需要具备一定的经验和技能。
而且在试跳过程中需要注意安全,避免对现场人员和设备造成损害。
3. 波形比对法波形比对法是通过对正常波形和故障波形进行比对分析,确定故障点的位置。
这种方法需要利用故障录波装置对线路的波形进行录制和比对,从而找出波形发生异常的点,即可判定为故障点。
4. 电压法电压法是通过检测输电线路上的电压变化,来判断故障点的位置。
通常在发生接地故障时,会产生电压下降,而短路故障则会导致电压上升。
根据电压变化的规律,可以初步确定故障点的位置,然后通过定位设备进行精确测距。
6. 故障录波法为了更精确地确定高压架空输电线路上的故障点位置,通常需要借助一些专门的设备。
常见的故障测距设备包括:1. 故障指示仪故障指示仪是一种便携式的设备,可以直接测量输电线路上的电压和电流变化,从而确定故障点的位置。
线路保护常见的故障测距方法
线路保护常见的故障测距方法摘要: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。
关键词:输电线路故障测距单端测距双端测距高压输电线路是电网中传输电能的主要通道,其可靠运行直接关系到电能能否有效传输。
随着电网规模的不断扩大,电能的输送距离越来越远,输电线路的电压等级也越来越高。
远距离的输电以及大量输电线路的建设使用带来的问题之一就是输电线路发生故障的次数也越来越多。
由于输电线路的运行环境多种多样,越是复杂的地形和恶劣天气,发生故障的可能性越大,这就给发生故障时的故障定位带来了困难。
为了尽快的修复和恢复供电,又迫切要求迅速的查找到故障点,为了解决这一问题,除了需要相关人员,特别是巡线人员的辛勤工作外,更需要一种有效的进行故障定位的方法,这便是输电线路的故障测距技术,为此工程技术人员和研究人员进行了大量的研究和实践工作[1-2]。
1 输电线路的故障测距本质上说,故障测距并不能准确获知故障点的实际位置,因为故障测距得到的只能是电气距离,如故障点到测距设备安装点(一般是变电站内)的输电线路长度,但这已经可以大幅缩小人员现场查找故障点的范围。
故障测距设备又被称为故障定位装置,能够根据故障发生时的电气特征迅速测定安装处到故障点的距离,从而减轻人工巡线的劳动,还可以查找出人工难以发现的故障,因此给电网运行部门带来了很高的社会效益和经济效益。
为了达到预期的目标,需要故障测距装置在准确性、可靠性以及实用性方面达到一定的目标。
1.1 准确性准确性是故障测距装置的最重要性能指标,失去准确性,就是去了故障测距的意义,反而会对人员的巡线带来误导,影响人员的正确判断,延长发现故障点的时间。
实际的故障测距必然存在误差,但误差只要在可以接受的范围内,就可以受到良好的效果。
电力电缆故障测距方法研究
3 4日圜目圆
实验研 究 ・
冲 。 冲闪法 位。 由于这类方 法简单 , 易于实现 , 多年来—直 是人们关注的 测量 法 ( 闪法 ) 直 闪法用于测量闪络击穿性故障,
热点。 随着通信 技术 的发展 , 双端故 障测距 已成为人们研 究 适 用于测试大部 分闪络故障 , 当然 , 由于直 闪法波 形相对 简
电力电缆故 障测 距按照测距方式可 以分为两类, 在线测
距和 离线测距 ,由于在 线测距存 在许 多不 确定 因素 , 目前尚
无法应 用到实际 中, 离线测距成 为了电力电缆故障测距 的主 要方法 。 中以阻抗法和 行波法为主 , 其 阻抗法 中的 电桥法 又
分为直流电阻电桥法 和电容 电桥法 。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行波法分 为低压 脉冲发
故障 时线路单端或 多端 电压 、 电流值 , 列解故障测 距方程 ,
进而计算 出故障回路的阻抗 , 由于线路长 度与 阻抗 成正比,
作者简介: 王耀亚, 助理工程师, 莆田电业局, 主要从事电力 因此可 以求 出装置安装 处到故障点的距 离, 从而实现故 障定
电缆施 工与保护工作。
的重点 , 出了 多有价值 的算法 。 提 许 双端量 故障测 距利用线 单 , 容易获得较准确的结果, 应尽量使用直闪法测试 。 脉冲电
路两端的电流 、 电压信息 , 能在理论上消除故障点过渡 电阻、 压法 的优 点是: 不需将故障 点烧 穿, 直接利 用故障击穿产 生 系统阻抗和故障类型对测距精度 的影响 , 具有精确测距 的能 的瞬 时脉冲信号, 测试速度快, 测量过程也简单, 电缆故障 是 力。 值得 注意 的是, 但 迄今所提 出的双端 量测距算法 还不能 测试 技术 的重大进 步。 是这种方 法也有 自身 的缺 点: 但 很容 完全消除下列因素对测距 精度 的影响 : 路模 型、 路参数 易发生高压信号串入, 线 线 造成仪器损坏; 高压电容对脉冲信号呈 不平衡、 线路参数不准确、 负荷电流 、 同步测量精度和基波分 短路状态 , 需要 串一个电阻或电感 以产生电压信号, 增加了接 量 的提取 精度。 2 2 电桥法 . 确, 但需要 完好 芯线做 回路, 电源 电压不能加得太高 。 此方 法 线 的复杂 性 , 且降低了电容放 电时加在故障 电缆 上的电压 , 使 故障点不容易击穿; 在故 障放 电时, 特别是进 行冲 闪法测 ②脉冲 电流法。 该方 法使用线性电流耦合 器平行地放置 在低 压测地线旁 , 与高压 回路无 直接 的电器连接 , 记录仪 对
高压输电线路的故障测距方法
高压输电线路的故障测距方法摘要:随着我国的基础建设的不断完善,我国的高压输电网设施也有很多的建设,但是在高速发展的同时高压输电网也出现了一系列的故障。
结合实际情况,针对高压输电线路故障原因、方法以及差别进行了分析,可为以后的高压输电线路故障测距提供一些参考意见。
关键词:高压架空;输电线路;故障测距引言随着我国的经济实力的提高,基础建设也越来越多,其中电力能源的运输方法主要采用的是架空线路,因此,架空线路的故障也就随之增多,影响电力系统的运转。
并且,架空输电线路分布的地域广且地形复杂,所以极易出现故障,一旦出现了故障,若是采用逐条排查,不仅工作量大、耗时长、效率也低,若是故障不及时排除,容易引起一系列的反应。
所以,采用有效的线路故障排除方法十分有必要,能有效的保障电力系统正常的运转。
1.高压输电线路的故障分析法故障分析法如今已经得到了较为广泛的应用,具体来讲,如果系统运行方式和线路参数已经被掌握,那么我们可以将测量装置得到的电压电流给应用过来作为函数,之后加上故障录波记录的故障数据,就可以有效地构建电压电流回路方程,这样故障距离就可以计算出来。
1.1利用单端数据的故障分析法阻抗法、电压法以及解方程法等都是借助于单端数据的故障分析法,阻抗法指的是有故障出现时,对线路一端的电压电流进行计算,然后将故障回路的阻抗给求出来,因为有正比关系存在于测量点和故障点之间,那么故障距离就可以被求出来。
电压法指的是如果输电线路的某一部位出现了故障,将故障点处电压的最小值给充分利用起来,来科学计算故障相电压的沿线分布情况,在找出来故障相电压的最低点之后,就可以实现故障测距的目标。
通过对比我们可以发现,前者计算方式太过复杂。
1.2利用双端数据的故障分析法借助于双端数据的故障分析法,包括多种类型,如借助于两端电流一端电压的方法、解微分方程的方法等。
1.3影响故障分析法测距精度的因素(1)线路参数的测量,要对多种条件进行假设,方可以计算输电线路参数,但是无法符合现场实际情况,很多因素都会影响到高压输电线路的参数,如沿线地质、气候、大地电阻率的分布等,并且季节的改变,也会影响到线路长度,容易有测距误差产生。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法主要是通过检测故障点处电流和电压的变化来判断
故障的位置。
下面介绍几种常用的故障测距方法。
1. 交流谐波法:该方法是利用故障产生的谐波信号进行测距。
当电力系统发生故障时,故障点处会产生谐波,谐波信号会沿线路传播,并逐渐衰减。
通过测量线路上不同位
置处的谐波信号强度的变化,可以大致确定故障位置。
2. 电阻测距法:该方法是通过测量故障点处的接地电阻来确定故障位置。
对于单相
接地故障,将线路的一端短路,然后测量接地点到短路点的电阻值,通过计算可以得到故
障距离。
对于双相接地故障,可以通过同时测量线路的两个相位的接地电阻值来确定故障
位置。
4. 电流比率法:该方法是通过测量故障点处电流与终端处电流之比来确定故障位置。
当发生故障时,故障点处电流的变化会导致线路上其他位置电流的变化,在测量线路上不
同位置处的电流比率后,可以通过计算来确定故障位置。
除了以上几种方法,还有一些其他的故障测距方法,如相位比对法、波阻抗法等,都
是根据不同的原理和测量参数进行故障位置的确定。
这些方法各有优缺点,可以根据具体
情况选择适合的方法进行故障测距。
在实际应用中,通常结合多种方法来提高故障测距的
准确性和可靠性。
基于输电线路的行波故障测距方法研究..
电能绿色环保,是当代重要的二次能源。
近年来我国电力行业的发展日新月异,装机容量不断增加,电力系统结构也越发复杂多变,并且随着特高压超高压输电线路的问世,输电线路往往发生故障后,工农业以及城乡居民生活会受到很大影响。
因此,及时查找到故障点,对输电线路的修复十分重要,及时确定故障点并排除故障能够更好的保障国民生活有序开展。
此前阻抗法较多地被运用于电力系统中用来故障测距。
但其精准性有待提高,容易受到诸多因素影响,比如过渡电阻的存在、系统运行方式的变化、分布电容、CT饱和。
早在二十世纪五六十年代,就有人提出通过提取分析故障行波信息进行测距,即通过数学手段收集提取出有用的电压电流行波信息,计算行波在线路和测量点的传递时刻来确定故障距离。
但由于当时的技术设备落后,先前研制的行波测距装置容易出现故障,价格昂贵,没有广泛的实际应用价值。
近些年,随着对行波理论的不断深入和补充,加之小波变换和数学形态学两大工具也迅猛发展,行波测距技术有了许多新的突破与发展,出现了许多新颖的方法和原理,比如基于信号相位的测距,基于宽频信号的测距等。
国内外在实际故障测距应用中也采用发明了各种装置。
因此,电力系统输电线路行波故障测距正日益受到专家学者的追捧,成为工程学中的一个热点。
1绪论1.1课题的研究背景和意义目前,我国的电力行业充满活力,蒸蒸日上。
电力事业关乎国泰民安,良好稳定的电力系统能为经济的腾飞保驾护航。
然而随着三峡工程的发电投产以及工业快速发展,输配电量直线上升,且输电线路的电压等级不断提高,传输距离也不断加大,其安全运行也就愈发重要。
电力线路作为电力系统的重要传输纽带,且大多处在野外环境,气候条件多变,容易发生闪络等暂时性故障,不仅造成电力停止配送,输用电设备损坏,还可能造成电力系统发输配送整个结构的瘫痪。
因此,及时进行精确的故障定位从而排除故障,一直是国内外专家学者研究的重大课题,具有重大的经济效益和广泛的运用前景。
当前,在系统运行过程中,线路容易发生单相、两相接地短路,绝缘避雷设备老化,故障性跳闸等故障。
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
目前 , 国正 处 于 建 设 坚 强 智 能 电 网 的关 键 时 我 期, 电网正 向超 ( ) 特 高压 、 大容 量 、 系统 发 展 , 供 大 对
短路 故 障时 , 否 实 时在 线 地 进 行故 障测 距 、 速 准 能 快 确地 找 到短路 点 的位 置 对 运 行检 修 部 门来说 相 当重
第3 3卷
第 5期
三峡大学学报 ( 自然 科 学 版 )
J o i a Th e r e i . Na u a ce c s f Ch n r e Go g s Un v ( t r lS in e )
V o133 N o . .5
21 0 1年 1 O月
0C . 0 1 t2பைடு நூலகம்1
On a te lM e ho f Fa l c to o a m is o ne e Pr c i a t d o u tLo a i n f r Tr ns s i n Li s
Ba e n Du lv la e Fa l m po e t s d o a 。 o t g u tCo n ns
在 仅 给定 故 障前后 电压 相量 的基础 上 , 用 叠 加 原理 和 对称 分 量 法 建 立 故 障 后 的 附加 网络 , 导 运 推
出测 距公 式 , 过 故 障分量 电压 , 时地 求 出 系统 阻抗 , 而提 高 测 距精 度 . P A P 与 Mal 通 实 从 在 SS tb a 中进 行仿 真 实验 , 别 得到 了在 不 同 的故障 类型 和过 渡 电阻 下 的测距 结 果 , 分 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
输电线路故障测距方法分析
输电线路故障测距方法分析摘要:本文将从当前输电线路的概况出发,阐述线路故障测距的重要作用,对输电线路故障测距的主要方法进行分析与探究,希望为相关人员提供一些帮助和建议,更好地运用各种故障测距方法将输电线路出现的故障有效解决,从而使输电线路的运行稳定性得到保证。
关键词:测距方法;故障测距;输电线路引言:伴随电力行业的飞速发展,国内输电线路不断增加着输送容量、电压等级,这使得输电线路出现各种故障时产生的经济损失、人员伤亡也越大。
但是,在近些年互联网技术、计算机技术普遍运用的大背景下,电力系统对互联网技术、计算机技术的依赖性越来越高,同时互联网技术、计算机技术也将全新的故障测距方法提供给电力系统的检修,这对电力系统尤其是输电线路的故障检修提供了巨大帮助。
因此,研究输电线路故障测距的主要方法具有一定现实意义。
一、当前输电线路的概况所谓输电线路,指的是发电机电能经过变压器升压后,借助断路器这类控制设备向线路中输送的一种结构形式,主要有电缆线路、架空输电线路两种类型。
在遇到输电线路故障后,工作人员若能对故障进行精准定位,那么其巡线工作负担将会大幅减少,让电力企业的物力、人力得到有效节约,促进输电线路和整个电力系统的可靠运行,使输电线路的供电能够快速恢复,将停电带来的各种经济损失降到最低,取得良好的故障检修效果。
二、输电线路故障测距的主要方法(一)行波故障测距1.测距原理输电线路有故障出现时,故障点会生成暂态行波朝着两端的方向扩散,传播和扩散的过程中,暂态行波与不均匀介质相遇能够作出相应的反射、折射,并且母线部位、故障点部位的暂态行波可以作出相应的透射、反射,运用行波故障测距时便是借助两个不同波头存在的时间差实现输电线路故障定位。
把检测元件放置于输电线路其中一侧后,可以对该侧暂态电流的情况展开检测,也就是说,借助单侧暂态行波构成了故障测距。
通过对故障点初始暂态行波向母线运动的检测,可计算暂态行波从母线部位反射至故障点部位、再从故障点部位反射回母线部位所消耗的时间。
利用暂态电流行波的输电线路故障测距研究
利用暂态 电流行波的输 电线路故障测距研 究
文/ 徐新亮
需要解 决两个 问题 ,一个 是能够精确 的判 定出 本 文 首先介 绍 了暂 态 电流行 波距 离特 征的 小波 变换模 极 大值 表 示 ,其次概 述 了基 于 小波 变换 模 极 大值 的 “ 波形 比较 法 ”;最 后 探 讨 了小 波 变化 法 ,希 望 为解 决高压输 电电路故 障提供 帮助 。
察 行 波 信 号 在 各 个 尺 度 下 的模 极 大值 的 变化 ,
【 关键词 】暂 态电流行波 输 电线路 故 障测距
研 究
在其他的行波,我们将之称其为模量行波,但 是如果利用行波来测 距, 因为行波的类型不 同, 所 以就会影响测距性能 ,因此我们要选择更加
之所 以能够 利用 暂态 电流 行波来 测 定输
电电路故障测距 ,只要是因为当输电线路出现
合适的 电流行波来进行测距 ,通过实践证 明, 模量行波测距效果比较好 。
而这 里涉 及 到的 “ 波 形 比较 法”就 是通 过 电流波形 ,区分开反射波的类型 ,即:是故
异常时,发生故障的地方就会生成暂态行波 ,
这种行波会形成反射波,之后通过反射波的特 点就能够判定 出故障点 ,进而对其进行检测 , 以保证输 电线路正常运行 ,这是故障检测技术
压 输 电线 路 故 障 进 行 测 距 有 着 非 常大 的优 势 ,
的幅值将 小于相 邻母线反射波本身。相应地其
程来说,模极大 值能够非常 明确的反映 出信号的极性 ,这样在
分 析 信 号 时 就 更 加 的 方 便 ,其 计 算 也 相 应 的 简
高压直流输电线路保护与故障测距原理研究
内容摘要
与传统的故障定位方法相比,基于DPM的故障测距方法具有更高的精度和灵活 性。首先,DPM能够考虑到线路的各种复杂效应,从而更准确地模拟线路状态。 其次,DPM结合了先进的信号处理和模式识别技术,可以快速准确地确定故障位 置。最后,DPM可以通过定期的数据更新和优化来适应电力系统的变化和新的需 求。
内容摘要
研究方法:本次演示采用了大数据分析和人工智能技术,首先收集了大量的 高压直流输电线路故障数据,并运用Python和TensorFlow等工具对数据进行处理 和分析。在数据预处理阶段,采用了特征提取和数据清洗等技术,确保数据的准 确性和有效性。随后,利用卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)等深度 学习模型对故障数据进行分类和预测。
内容摘要
结果与讨论:经过大量的训练和测试,本次演示提出的基于人工智能的故障 分类方法取得了显著的成果。在故障定位方面,准确率达到了98.6%;在故障类 型识别方面,准确率达到了97.9%。此外,保护装置的反应速度和准确性也得到 了显著提高,有效减少了故障对电力系统的影响。
内容摘要
然而,在实验过程中,我们也发现了一些新的问题,例如数据的不完整性和 噪声干扰等,这些问题可能会对模型的训练和测试结果产生一定的影响。为了解 决这些问题,我们进一步优化了数据预处理阶段的方法,例如采用主成分分析 (PCA)等方法对数据进行降维和去噪处理,以提高模型的性能和准确性。
分布参数模型(DPM)是基于线路物理特性的数学模型,能够描述电流、电压、 阻抗、电容等参数在整条线路中的分布情况。通过使用DPM,可以模拟线路中的 各种复杂效应,如电压降、电阻热效应等,从而更精确地预测故障发生的位置。
高压架空输电线路的故障测距方法
高压架空输电线路的故障测距方法高压架空输电线路是电力系统的重要组成部分,其可靠运行对于保障电网的稳定运行至关重要。
然而,高压线路常常会出现故障,如断线、跳闸、短路等,这些故障难以避免,但可以通过及时发现和准确定位来快速排除故障,保障电力系统的正常运行。
因此,高压线路故障测距方法的研究具有重要的现实意义。
高压线路故障的测距方法主要可以分为电气测距法、声声测距法和光纤测距法三种。
1. 电气测距法电气测距法是通过分析线路上电压、电流等电气参数的变化,来确定故障产生位置的方法。
在高压线路故障时,其电压、电流等参数通常会发生明显的变化,可以通过检测这些变化,找出故障线路的位置。
常用的电气测距法有:(1)单相相位比法:在单相故障时,可以比较故障相和正常相的相位差值,通过计算这两相之间的距离差,推算出故障位置。
(2)反演法:基于短路电流和整个线路电阻、电抗之比来反算故障位置。
(3)正演法:基于线路几何特性和气象参数计算出的理论短路电流值和实际测量短路电流进行对比,进而确定故障位置。
(4)模型匹配法:利用模型预测出故障可能的位置,与实际的故障位置进行匹配,同时结合档案记录、拍摄航拍图片、现场勘察等信息,精确定位故障位置。
(5)时频分析法:通过对故障信号进行时频分析,提取出特征参数,再将这些参数与预设的特征参数进行比对,从而确定故障位置。
声音测距法是利用声音在大气中的传播速度和信号到达接收器的时间差,计算出信号源距离的方法,可以用于定位高压线路短路和局部击穿故障的位置。
声音测距法的主要优点是测距精度高,能够通过多点同时测量来确定故障位置,同时可以在没有电气参数的情况下测距,可以指导现场工作人员进行故障修复。
光纤测距法是利用光纤本身的传输特性,在光纤周围的温度、压力等因素的作用下产生不同的光学响应,通过分析这些响应信号,可以精确地测距。
光纤测距法的噪声小、抗干扰能力强,可以应用于高压线路的故障检测和监控。
同时,光纤传输特性决定了其对环境的响应非常敏感,可以检测到细微的温度和变形变化。
一种高压输电线路中端故障测距方法的研究
t h e t r a n s mi s s i o n l i n e. i t i s t he s a me a s t he c a l c u l a t i o n me t h o d o f t h e s i ng l e — ea t i o n. I t n e e ds t h e v o l t a g e s a n d
f a u l t l o c a t i o n me t h o d h a s mo r e a c c u r a t e q ua l i t y .
Ke y wo r d s: mi d . e n d e d; f a u l t l o c a t i o n; a c c u r a c y ; s i mu l a t i o n
流 计算 沿线 电压对距 离 导数 的范数 在线 路 上 的分 布进
《电气开关》 ( 2 0 1 4 . N o . 1 )
5 5
文 章编 号 : 1 0 0 4— 2 8 9 X( 2 0 1 4 ) O 1 — 0 0 5 5— 0 4
一
种高压输 电线路中端故障测距方法 的研究
陈聪, 葛志超 , 相艳会 , 王飒
( 三峡 大学电气与新 能源学院 , 湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2 )
浅谈110kv输电线路稳态故障测距方法
综上所述, 目前, 单端测距法存在的问题 主要有: (1) 故障过渡电阻或对端系统阻抗变 化对测距精度的影响; (2) 输电线路及双端系 统阻抗的不对称性对测距的影响; (3) 测距方 程的 伪根问 (4)未考虑分布电 题; 容的影响, 对 于长输电线会带来误差。 单端法的优点在于不 需要通道传递信息,不受通信技术条件的限 制, 但由于受到信息量的限制, 影响其测距精
距两大类。 1、 利用单端数据的测距方法
对应的电弧等效模型, 并且对中、 长线路以 T 形和n 形模型等效, 解算中运用了最小二乘技 术来提高算法的测距精度。然而, 这些改进无
法消除这类方法固有的局限性。 (2)智能化测距方法
近年来, 许多研究者把相关学科的成果引 进来, 提出了一些新颖的测距方法, 如优化方 法、 卡而曼滤波技术、 模式识别技术、 概率和统 计决策、 模糊理论和光纤测距等方法。但是这
度的因素也难以克服。 随着电力系统自动化水
单端法是利用线路一侧的电压、 电流测量 值和必要的系统参数, 计算出故障距离的测距 算法。其特点是不受通信技术条件的限制, 曾 受到极大的关注与应用, 但在原理上很难克服 对侧系统 1 运行方式变化和过渡阻抗大小和 性质对其测距精度的影响。 归纳起来有如下一
些典型算法:
平的提高和通信技术的发展, 相继提出了双端
或多端故障测距方法。 2、 利用两端或多端数据的测距方法 双端法利用了线路两端的电气量来进行
( 1)解微分方程法 如图 1 所示, 忽略线路的分子
距端瞬时电压平衡方程式为:
其测
故障测距, 因此这类方法利用的信息比单端法 多一信, 其测距方程是确定性的、 冗余的, 在原 理上可以实现精确故障测距, 只是需要双端信 息传递。较典型的双端测距算法可分为两类:
输电线路单双端行波测距实例研讨
输电线路单双端行波测距实例研讨摘要: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。
关键词:输电线路行波测距输电线路是电力系统的大动脉,担负着传送电能的重任,它又是系统中发生故障最多的地方。
输电线路发生故障后故障点的精确定位对及时修复线路、保证可靠供电和减小供电损失均具有重要作用。
我局所辖输电线路走廊多处荒山野岭、峡谷地带,运行环境恶劣,人工巡线风险较大。
如何提高故障定位精确度,降低人工巡线风险成为了一个亟待解决的问题。
基于行波原理的故障测距装置能够消除故障类型、故障位置过渡电阻和系统运行方式等因素的影响,实现输电线路精确的故障定位。
因此,在大理变及苏屯变各装设了一套行波测距装置,开展行波测距技术的应用研究。
1 行波测距方法行波测距是基于暂态行波量的故障测距算法,其原理是当输电线路发生故障时,将会产生向线路两端以接近光速传播的电流和电压行波,通过分析故障行波包含的故障点信息,就可以计算出故障发生的位置。
行波测距方法可分为单端量法和双端量法,前者利用线路一端检测到的暂态行波量实现测距,后者利用线路两端量实现故障测距。
1.1 单端行波测距方法单端行波测距的关键是准确求出行波第一次到达测量端与其从故障点反射回到测量端的时间差。
测距原理总结如下:令零模波速为υ0,线模波速为υ1。
线路总长为L,故障距离为Lf。
(1)方法一,利用初始行波分量与故障点反射波分量实现测距,故障距离为:Lf=υ1 △t/2其中△t为初始行波与故障点反射波到达测量母线的时间差,当故障过渡电阻较大时,故障点反射波较微弱难以有效检测,此时该方法失效。
(2)方法二,利用初始行波分量与对端母线反射波分量实现测距,故障距离为:Lf=L-υ1△t/2其中△t为初始行波与对端母线反射波到达测量母线的时间差,当故障过渡电阻较小时,对端母线反射波的透射分量较微弱难以有效检测,此时该方法失效。
电力系统的短路分析与故障测距
3.2 故障测距的概念及种类 3.2.1 故障测距的概念 故障测距又称故障定位,对于输电线路来说,是指在线路发生故障后, 根据不同的故障特征,迅速准确地测定出故障点的位置。现有的故障测 距算法按其工作原理可以分为行波法、阻抗法、故障分析法、智能化测 距法。由于阻抗法和故障分析法本质上没有区别,都是分析短路后的故 障特征量,利用短路计算的逆运算求解故障距离。因此把阻抗法和故障 分析法统称为故障分析法。 3.2.2 故障测距的分类
3.3.
参数线路模型
1. 集中参数模型:
图1 集中参数线路模型 假设线路三相完全对称,图1给出了集中参数线路模型,其中:
Zs是线路相自阻抗; Zm是线路相间互阻抗; Ys是线路相自导纳; Ym是线路相间互导纳。
§ 3.3
参数线路模型
是M侧母线电压向量;
是M侧母线a、b、c相电压相量;
2. 分布参数模型:
3.2
故障测距的概念及种类
2 故障分析法 故障分析法依据电压电流的测量值,通过故障分析根据各种特征构造各种原 理(如阻抗与距离成正比,用两端数据计算到的故障点电压相等,过渡电阻 的纯阻性等)的测距方程,进行故障测距。事实上,在线路参数已知的情况 下,输电线路某处发生故障时,线路两端的电压电流均为故障距离的函数, 其实质是短路电流的逆运算。 故障分析法由于简单易行,对设备要求较低, 投资小,获得了广泛的运用。早起的故障分析方法主要是利用单端电气量的 测距算法,常见的单端算法主要有工频阻抗法解微方程算法,零序电流相位 修正法,故障电流相位修正法,解二次方程法,对称分量法,解一次方程法, 网孔方程法。上述单端测距算法都无法从原理上同时消除过渡电阻和对侧系 统阻抗的影响。制约了单端测距的发展。随着通道的发展,能够较为容易的 获得对侧的电压电流,因此双端测距方法逐渐发展起来。
输电线路精确双端故障测距算法研究
i c u e yp at a fcoso i ,c n b v ro . T e rsl fdgtls lt n ts n p rt n i s a sd b rci l a tr n s e 、 a e o ecme c t h eut o ii i ai eta d o eai n s a mu o o
s n l e,t e o —l e p r me e si t n o e t n mi i n l e c n b are u n h o i o h r i i o n h n i a a tr e t n mai ft r s s o i a e c r d o t a d t e p st n w e e o h a s n i i
fu to c r a e d t r n d.Th rf r a l c u s c n b ee mie e eo e,t e i u n eo n c ur c rv ra in o h i e p r mee s h n e c fi a c a y o a to ft e ln a a tr ,wh c l f i ih
算法; 利用输电线路的分布参数模型、 故障前后的正序分量和 负序分量写出测距 的冗余 方程, 将 线路的正序参数连 同故障距离和非同步误差都作为未知量求解, 而实现 自适应参数 变化的双 从
端 测距 算法 , 原理上 克服 了现场 和 实际 因素造 成的 线路参 数不 准确或 变化对 测距 结果 的影响 . 从
仿 真 实验 和 实际运行 结果表 明 , 算法达 到 了很 高的测距精 度. 该
关键 词 : 障录波 : 故 双端 测距 ; 电力 系统 中图分类 号 : M 3 . T 85 4 文献标 识码 : 文章编 号 :0 7— 5 X( 0 8 0 0 7 0 A 10 8 5 2 0 )6— 0 6— 6
输电线路故障测距误差控制措施探讨
输电线路故障测距误差控制措施探讨摘要:目前220kV输电线路行波测距装置仍未普及,为了提高输电线路故障测距准确率,为巡线人员提供尽可能准确的指导,本文对比分析了几种常用测距算法的优缺点及误差来源,最后得出结论:可根据不同的故障类型和运行方式选择相应的最优算法、加强线路参数管理等措施提高测距精度。
关键词:输电线路;故障测距;算法0 引言故障测距是电网运行和管理中一项重要的工作,在实际工程中应用最广泛的是基于故障录波数据的工频量单端、双端测距算法。
从原理上,单端测距因无法克服对侧系统阻抗、过渡电阻对测量结果精度的影响,只能提供较为粗糙的测量结果;而双端测距因所掌握的故障信息量为单端测距的一倍,理论上可以提供高度精确的测量结果,但实际应用中也受到多种因素的影响,在某些情况下仍将产生较大误差,误导线路查线工作。
因此,有必要进一步分析线路故障测距误差因子,从优化算法、加强运行管理等方面入手寻找提高测距精度的有效措施。
1 几种常用测距算法分析1.1 单端测距算法假定输电线为均匀线,线路参数是恒定的,双电源单回线单相接地故障可用下图模型表示。
2 测距误差因子分析2.1单端测距误差因子分析单端测距由于掌握的故障信息不足,因此增加了“线路中故障电流与故障点的短路电流同相位”这个假设条件,测距精度在很大程度上取决于该假设条件是否满足,而影响故障点短路电流与线路故障电流的主要因素是是两端系统阻抗角和线路阻抗角。
实际运行经验证明,在线路两端均为强电源,且线路参数分布均匀(故障点两侧的线路阻抗角不一致)的情况下,单端测距的误差较大;反之在某种特定运行方式下,单端测距精度可大大提高:(1)单端电源供电线路(2)对端系统阻抗远大于本端系统阻抗的双电源供电线路在以上两种情况下,对端系统阻抗对线路故障测距结果的影响可忽略不计,流经故障点的短路电流主要取决于大系统侧,因此,对于大系统侧来说,流经线路的故障电流与故障点的短路电流相位非常接近,即单端测距的假设条件成立,因此测距结果仍具有较高精度。
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电力系统输电线路故障测距方法研究摘要:本文首先全面地介绍了故障测距在国内外发展历程和研究现状。
根据各测距算法采用的原理不同,将现有的各种测距算法分为行波法、阻抗法、故障分析法以及智能法,然后逐类对各种算法的理论基础和应用条件上进行了分析、对比和讨论,并在此基础上总结得出了各测距算法的优点及存在的问题,指出了每种测距算法的适用范围和应用局限性。
其次设计了一套高压输电线路新型故障测距装置,该测距装置采用专门设计的高速采样单元捕获暂态电流行波信号,采用全球定位系统GPS为线路两端提供精度高达s 1的统一时标,从而可实现高精度的双端行波法测距。
为了验证本论文提出的故障定位方法的可行性,通过分析研究,其结果说明本系统的实验方案确实可行。
理论和仿真结果表明,本文所作的工作提高了行波故障测距在不同线路结果情况下的适应性、精度和可靠性。
关键词:输电线路;故障测距;电力系统;行波;全球定位系统(GPS)Research about the measure of faultlocation in power system transmission lineAbstract:The development and general situation of the research in this field in China and in other countries is introduced in this paper. All the existing algorithms can be classified into 4 main methods those are traveling wave location, impedance location, fault analysis location and Intelligence location .Then the principle and application condition of each algorithm are presented and discussed. Based on the analysis and comparison of each algorithm, the corresponding merits and application limitation are concluded.In this article, a new design scheme of the fault locator for HV transmission lines is presented. By using high-speed data acquisitioning unit designed specially to capture traveling waves of transient current, using Global Positioning System (GPS) to supply high precise time tagging for both ends and using wavelet transform theories to identify the head of the traveling waves, the fault locator can realize high precise double-ended traveling waves location. At the same time, using two-terminal voltages and currents sampled by the medium-speed sampling and processing unit synchronized by the Pulse Per Second (1PPS) of GPS, can realize accurate double ended steady state location.In order to verifying the feasibility of the fault location method, which is presented in this thesis, the experiment is performed based on the locale condition. The result shows that the experimental scheme of this thesis is feasible. The analysis and simulation results indicate that the studies in this dissertation can improve the accuracy, reliability and adaptability of traveling wave fault location.Keywords: power transmission line; Traveling wave; power system;Global Positioning System (GPS) ;fault location第1章绪论1.1 引言电能作为洁净的二次能源,在当代社会的能源比重原来越发挥着它不可替代的作用。
电力行业是国民经济的支柱产业,优质可靠的电力供应是现代化社会持续稳定发展的重要保证。
因此,保证电力系统运行的安全性,可靠性,快速性等至关重要。
而输电线路负担着传送电能的重要任务,是电力系统的经济命脉,其故障直接威胁到电力系统的安全运行,同时也是电力系统中发生故障最多的地方。
1.2 输电线路的背景和意义随着我国电力行业的飞速崛起,现代电力系统结构的日益复杂,输电线路的输送容量和电压等级不断提高,远距离输电线路日益增多,输电线路故障对电力系统运行,工农业生产和人民日常生活的危害也与日俱增。
所以,及时排除输电线路故障并及时排除各种隐患,不仅对修复电路和保证持续可靠供电,而且对保证整个电力系统的安全稳定和经济运行都有是有十分重要的意义[1]。
电力系统输电线路上经常发生各种短路故障,在故障点有些故障比较明显,容易辨别,有些故障则难以发觉,如在中性点不接地系统发生单相接地故障时,由于接地电流小,所以在故障点造成的损害小,当保护切除这一故障后,故障点有时很难查找,但这一故障点由于绝缘已经发生变化,相对整个线路来讲比较薄弱,很可能就是下次故障的发生地,因此,仍然需要尽快找到其位置。
其次,输电线路穿越的地形复杂,气候恶劣,特别是远距离输电线路,难免要穿越山区,沙漠这些人迹罕至的偏僻地带,交通十分不便。
再者,多数故障往往发生在风雪,雷雨等较为恶劣的天气中发生。
另外,我国电力系统的巡线装备简陋,使得故障测距的准确度,对故障巡线工作起了关键性的作用[2]。
概况起来,输电线路故障测距的意义主要包括以下几个方面:(1)对于永久性故障,准确的故障测距结果能够帮助巡线人员快速查找故障点,及时排除故障,快速恢复供电,提高供电可靠性和连续性,减少停电带来的巨大经济损失和巡线所耗费的大量人力、财力、物力。
(2)对于瞬时性故障,准确的故障测距有助于分析故障原因,发现绝缘隐患,从而采取积极的预防措施,避免形成永久故障,节约检修时间和费用。
(3)如果故障测距算法精度高,运算量小,那么故障测距本身就可以作为距离保护的元件,从而对提高保护性能、保证系统安全运行有重要的意义。
1.3 输电线路故障测距研究的发展和现状1.3.1 故障测距的发展和分类长期以来,输电线路故障测距的研究一直受到学术界和电力工业部门的重视。
早在1955年前,经统计有关故障测距的文献就有120多篇。
在五十年代中后期,人民就开始了利用行波对架空线路的故障测距研究。
六十年代的中期,人们对多传输的行波传输规律有了较为深刻的认识,加上电子技术的发展,进一步促进了行波测距的发展。
七十年代以来,随着计算机技术在电力系统的应用,尤其是微机保护和故障录波装置的开发和运用,加速了故障测距技术的实用化的进程。
于此同时,故障测距算法也得到了较快的发展。
1979年M.T.Sant 和Y.G.Paithanka首次提出了利用一端电压和电流的适用于单端电源系统的故障定位方法。
1982年Takagi和1983年A.Wisznicwski先后提出利用故障前后的电气量,将电力网络分解成正常状态网络和故障分量网络,考虑负荷电流的影响,并且求取故障分量电流分布系数解决两侧系统阻抗的影响。
1985年L.Eriksson考虑了系统的运行方式变化的影响,提出了远端馈入补偿算法,应用解二次方程的方法求解故障距离。
1988年Sachdev和Agaral提出了最早的双端测距思想。
国内从八十年代也开始了故障测距的研究。
利用暂态行波对输电线路的故障测距进行了深入的研究,促进了行波测距的应用和发展。
对另外对单端故障测距进行了系统的研究,对双端测距、T型线路、直配线路等进行了全面的研究。
故障测距又称故障定位,对于输电线路来说,是指在线路发生故障后,根据不同的故障特征,迅速准确地测定出故障点的位置。
现有的故障测距算法按其工作原理可以分为行波法、阻抗法、故障分析法、智能化测距法。
由于阻抗法和故障分析法本质上没有区别,都是分析短路后的故障特征量,利用短路计算的逆运算求解故障距离。
因此把阻抗法和故障分析法统称为故障分析法。
1.3.1.1 行波法行波法是根据行波理论现实的测距方法,始于上个世纪五十年代,随着六十年代多传输线的行波传播规律的更为深入的研究和计算机技术的应用,行波测距的理论和技术得到了长足的发展,行波测距的装置现已广泛应用于电力系统。
行波测距方案可分为A、B、C三类。
A型测距原理是根据测量点到故障点往返一次的时间和行波波速确定故障点的距离。
这个测距装置比较简单,只能装置在一端,不要求和线路对侧进行通信联系。
不受过渡电阻影响,可以达到较高的精度。
但是,A型测距要求记录行波波形,而故障暂态信号只持续很多的时间,为保证有足够的精度,应采用足够高的采样率,因此A型行波测距对硬件要求比较高。
B型测距是根据故障点产生的行波到达线路两端的时间并借助于专用通道的通信联系实现测距的。
由于这种测距装备利用的是故障点产生的行波第一次到达两端的信息,因此不受故障点投射波的影响,实现起来困难较小。
但是B型测距对通道有高要求,使得投资巨大,目前难以在国内广泛采用。
C型测距装置是故障发生后由装置发射高压高频或直流脉冲,根据高频脉冲由装置到故障点往返时间进行测距。
这个装置的工作原理和雷达相同,只是行波沿电力线路传播而已。