基于单端行波信号分析的配电网故障测距算法
基于行波的电力电缆故障测距方法
基于行波的电力电缆故障测距方法Study of Fault Locatio n Method by T raveling Waves fo r Pow er Cables熊元新,刘 兵(武汉大学电气工程学院,武汉430072)摘 要 在比较了行波测距法与阻抗测距法,并发现在电力电缆故障测距中行波测距法优于阻抗基础上,综合分析了各类行波故障测距方法的优缺点及近几年国内外行波故障测距方法的特点,构想了行波法今后发展的方向和小波分析在电力电缆行波测距方法中的应用。
Abstract T his paper comprehensively analy ses the charac-teristic of all kinds o f fault lo catio n by tr aveling w aves of-fered in China and in other count ries in recent y ears .Based on compar ing fault location by tr aveling w aves and by impedance fo r pow er cables and believing that t he for mer is better t han the later ,this paper compr ehensiv ely analy ses the merit a nd sho rtco ming o f all kinds o f fa ult lo catio n by tr aveling wav es and co nceives its dev elo ping o rientat ion.A t the same time,this paper analyses w avelets apply ing in lo-ca ting the fault with tr aveling wav es.T he co mprehensively conclusio n pr o vides theo ry to science w or ker s w ho want to resear ch and pro duce equipment for fault lo catio n.关键词 电力电缆 行波 故障测距Key words pow er ca bles tr avelling w aves fault lo ca tio n 中图分类号 T M 247 文献标识码 A0 引 言电力电缆具有安全、可靠、美化城市与厂矿布局等优点,获得了越来越广泛的应用。
案例推理式输电线单端电流行波故障测距
案例推理式输电线单端电流行波故障测距
输电线路单端电流行波故障是指一种具有短时响应、频率宽带、高精度的故障测距方法，主要针对输电线路的故障测距。
该方法不需要进行高精度的测量，只需在一端安装接
收装置进行故障测距即可，因为故障产生的瞬态行波信号可以通过故障点反射回来到测距
端进行分析。
通过分析故障点到测距端信号的相位差和传播时间的差异，可以计算出故障点的距离。
由于该方法具有许多优点，如成本低、安装方便、测量精度高等，因此在电力行业得到了
广泛应用。
以下是一个实际案例分析：
某地区一条500kV输电线路某段出现了单端电流行波故障，导致线路停电。
因为电力
公司的抢修时间紧迫，需要快速定位故障点，因此采用了单端电流行波故障测距方法进行
测量。
首先，在故障点两侧的电缆上分别安装了两个行波接收器，记录下故障点两侧的行波
信号，并将数据上传至中心服务器进行处理。
通过数据处理，确定了故障点与测距端（即
行波接收器所在端）之间的相位差和时间差，进而计算出距离。
通过该方法，确定了故障点距离测距端2.4千米的位置，定位精度较高。
根据故障点
的距离，对故障点进行检查并进行抢修，最终成功恢复了线路供电。
总之，单端电流行波故障测距方法是一种高效、便捷、精确的故障测距方法，已经成
为电力行业中重要的故障定位手段之一，具有广泛的应用前景。
行波法在配电网故障测距中的应用
传统的回归方法是一种成熟的算法,利用该模型对统计规律进行分析能较准确地反映出负荷与影响其精度的因素的关系,得出较佳的预测值。通过分析,精确回归预测要求挑选的样本量要尽可能大,最大程度地降低一些不规则的特殊值的影响。通过对负荷特性的详细分析建立合适的模型,使其能够最接近地描述实际情况,同时还应该结合其他模型,进行综合比较,争取最佳预测。根据对实际
测距中的可行性。
一、行波反射与折射原理
行波在线路上传播时,遇到波阻抗不连续点(如故障点
会发生反射与折射。[4-6]反射和折射是行波的重要特性,其
中,反射波是用来实现故障测距的重要依据。
如图1所示,行波U i(入射波沿波阻抗为Z
1
的线路
传播,到达O点,波阻抗由Z
1
变为Z
2
,发生反射和Байду номын сангаас射;
一部分行波U r(反射波沿Z
可以看做是接地电阻R和波阻抗z
i
并联的等
值阻抗,此时电压反射系数为。
二、行波测距方法
利用行波进行故障测距有几种方法,按信号采集位置
可以分为单端测距和双端测距。利用故障产生的行波进行
单端故障测距的方法称为A型行波测距方法,利用故障产
生的行波进行双端故障测距的方法称为B型行波测距方法,
故障后由人工注入脉冲信号单端测距的方法称为C型行波
(4
其中,L为母线M、N之间的线路长度。
(3C型行波测距。C行波原理与A行波原理一样,如图3所示。
该方法不是利用故障发生时产生的行波信号,而是在故障后,由人工向故障线路发射高频脉冲信号,然后检测并识别来自故障点的反射波。测距公式同(3。
(4E型行波测距。E型行波测距是利用线路故障切除后开关重合闸时向线路注入一个合闸电流脉冲。如果线路发生的是永久性短路故障,则合闸脉冲会在故障点被反射回来,利用检测合闸脉冲与反射脉冲的时间差可以测量故障距离,测距公式同(4。如果线路是瞬时性故障,则不会发生反射,线路恢复供电。
配电网电缆故障行波测距技术研究
配电网电缆故障行波测距技术研究发布时间：2023-06-09T08:01:39.055Z 来源：《新型城镇化》2023年11期作者：白杨[导读] 根据变压器中性点接地方式的不同，中性点运行方式可划分为小电流接地系统（中性点不接地系统或经过消弧线圈接地系统）和大电流接地系统（中性点直接接地系统或经小电阻接地系统）。
内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电分公司内蒙古呼和浩特 010010摘要：由于电缆都埋在地下或者沟内，一旦出现故障，就需投入大量人力及经济投入才能找到故障点。
由于配电网络是一个复杂的系统，在其运行过程中可能会出现各种情况，如短路、断线等事故。
当遇到这些情况时，必须对电网进行停电检修或更换设备。
若能通过技术迅速找出故障点，则可大大缩短故障时间和提高供电可靠性。
因此，对配电网电缆故障定位方法进行研究，具有十分重要的理论与实际意义。
关键词：配电网；电缆故障；行波测距技术1配电网电缆故障行波测距技术根据变压器中性点接地方式的不同，中性点运行方式可划分为小电流接地系统（中性点不接地系统或经过消弧线圈接地系统）和大电流接地系统（中性点直接接地系统或经小电阻接地系统）。
我国6～35kV中低压配电网以中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统为主，少部分经高电阻接地系统，都是小电流接地系统。
当前配电网出现的故障种类中约有80%是单相接地，单相接地故障的发生率远远高于两相短路，两相接地和三相短路。
因此，本文主要研究小电流接地系统中电缆线路的单相接地故障。
国内外专家学者对配电网单相接地故障测距进行了一系列的研究，主要包括：故障分析法、注入法和行波法。
1.1故障分析法故障分析法是以配电网线路模型为基础，重点关注故障时线路的故障特征与边界条件，选取合适的等效网络与故障量，并推导出故障量与故障距离之间的关系。
故障分析法主要包括阻抗法及其改进方法、网络拓扑矩阵法。
将配电网中各条母线及分支线路视作网络节点，根据电路原理建立起网络拓扑阻抗矩阵或导纳矩阵。
基于单端电气量的故障测距方法
表3 不同过渡电阻情况下的测距结果
故障类型
实 际 距 离 过 度 电 阻 / 测 量 距 离 误差%
/km
欧
/km
单相接地
50
100
49.780 0.4419
200
49.881 0.2386
100
100
100.423 0.4212
200
100.326 0.3249
150
100
149.472 0.3532
基于单端电气量的故障测距算法
吴瑞春（1），张新国（1），焦彦军（1），张 彪（1），石海波（２）
(华北电力大学（1），河北保定 石家庄无极供电公司（２）０７１００３)
摘要：本文提出了一种单端故障测距算法。根据各种故障类
型的特点，利用故障分析法和过零测量法，推导出了一个精
确的故障测距模型，消除了过渡电阻和对端运行状况的影
*
再在式的两端同时乘以 I Jgm ，取其虚部消去过度电
阻可得 A 相接地故障的测距算法为
DmF
=
Im[CJM
*U& Am
*
*I
Jgm ]
Im[Z1
*CJM
(I&Am
+
kI&0m
)*
*
I
Jgm ]
式 （6）
式中 J——代表正序，负序，零序，J=0，1，2。
在近似算法中，假定 CJM 为实数，上式可变为
（3） （4）
式中 I&1gm ， I&2gm ， I&0gm ——m 端正序，负序，零序
电流的故障分量；
C0M C1M ——m 端正序，零序电流分布系数。
参照本原理方法推导过程如下：先在（2）式两端
单端行波法应用于输电线路故障测距的研究
摘要：单端法是利用电压及电流行波进行线路故障测距的方法，通过测量故障产生的行波在故障点及母线之间往返一趟的时间来计算故障距离，并对单端行波法各种计算方法的理论基础和应用条件逐类进行了分析、对比和讨论，在此基础上总结得出了各测距算法的优点及存在的问题，指出了每种算法的适用范围和应用局限性，对影响行波法测距精度的因素也做了分析。
最后，对输电线路故障测距的研究及应用前景进行了展望。
关键词：故障测距；单端行波法；输电线路中图分类号：ＴＭ７７１文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｓｉｎｇｌｅｔｅｒｍｉｎａｌｍｅｔｈｏｄ，ｆａｕｌｔｄｉｓｔａｎｃｅｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｏｕｎｄｔｒｉｐｉｎｔｅｒｖａｌｏｆｔｒａｖｅｌｉｎｇｗａｖｅｂｅｔｗｅｅｎｔｒｏｕｂｌｅｐｏｉｎｔａｎｄｂｕｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｌｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓｉｎｇｌｅｔｅｒｍｉｎａｌａｐｐｒｏａｃｈｂａｓｅｄｏｎｔｒａｖｅｌｉｎｇｗａｖｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｅａｃｈｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅｏｆｅａｃｈａｐｐｒｏａｃｈ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎ；ｓｉｎｇｌｅｔｅｒｍｉｎａｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｒａｖｅｌｉｎｇｗａｖｅ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ单端行波法应用于输电线路故障测距的研究崔志伟，杨锋，张熹，邢洁（华中科技大学水电与数字化工程学院，湖北武汉４３００７４）文章编号：１００６－３４８Ｘ（２００７）０６－０００１－０４收稿日期：２００７－０９－２４作者简介：崔志伟（１９８２－），男，华中科技大学水电与数字化工程学院硕士研究生，研究方向为电力系统仿真。
基于行波理论与卷积神经网络的配电网故障测距技术
基于行波理论与卷积神经网络的配电网故障测距技术摘要：本文提出了一种基于行波理论和卷积神经网络的配电网故障测距技术。
首先，通过行波理论推导得到了基于站内测量的故障定位方法，该方法可以在各类故障情况下实现数据处理和准确定位并形成行波激励谱。
然后，将行波激励谱输入到卷积神经网络中，利用网络学习的能力对故障进行自动分类和定位。
通过实验验证，该方法可以在多种故障情况下实现高精度的故障诊断，具有较好的实用价值。
关键词：配电网；故障测距；行波理论；卷积神经网络引言随着现代化信息技术的快速发展，配电网的可靠性和安全性日益得到重视。
然而，由于配电网负载的预测不确定性和配电设备的老化等原因，故障事件经常发生，给整个系统的运行带来了很大的风险。
因此，配电网故障测距技术的研究显得尤为重要。
传统的配电网故障测距技术主要基于电磁暂态（TDR）原理，但是这种方法在故障发生位置后方向不确定，而且准确度较低。
因此，需要开发一种能够更准确、更可靠地进行故障诊断和定位的方法。
本文提出了一种基于行波理论和卷积神经网络的配电网故障测距技术，该方法可以在不同类型的故障情况下实现数据处理和准确定位。
本文的主要贡献在于使用行波理论推导出了基于站内测量的故障定位方法，并将其与卷积神经网络结合，实现了高精度的故障诊断。
方法1. 行波理论行波理论是一种基于信号传输速度的故障诊断方法，适用于配电网的故障测距。
该方法的基本思想是通过测量信号在线路中传输的时间来判断故障发生的位置。
当线路发生故障时，信号会在故障位置产生反射，从而形成行波。
因此，通过测量行波传输时间，就可以推断出故障所在的位置。
2. 卷积神经网络卷积神经网络是一种深度学习模型，已在图像分类、目标检测和自然语言处理等领域获得了广泛应用。
该模型可以学习到特征的表示和分类，从而实现图像或数据的自动识别和分类。
本文的卷积神经网络用于对行波激励谱进行分类和定位。
网络通过学习训练样本的特征，可以对新的故障样本进行快速准确地分类和定位。
基于单端行波量的故障测距人工分析方法
波头 的 可 靠 标 定 ．较 为 容 易 实 现 自动 测 距 功 能 ，
但 是 其成 功性 依赖 于两 侧 成对 配置 ，且 受 Ｇ Ｐ Ｓ对
时误 差及 通 道 完 好 性 的制 约 ，应 用 范 围有 限。单
端 行 波测距 不 受 上 述 制 约 ，并 且 一 台装 置 可 以接 人 多 回线路 ．在 网 内未 全 配 置 行 波测 距 装 置 的前 提 下 ，单端 测 距 使 用 范 围远 远 超 过 双 端 测 距 。但 是 ，由于单 端 测 距 的影 响 因 素较 多 ，仅 利 用 故 障
第４ ２卷
２ ０ １ ４年 １ ２月
云
南
电
力
技
术
Ｖｏ １ ． ４ ２ Ｎｏ ． ６
Ｄｅ ｃ ． ２ ０１ ４
ＹＵＮＮＡＮ ＥＬ ＥＣＴＲＩ Ｃ ＰＯＷ ＥＲ
基 于 单 端 行 波 量 的 故 障 测 距 人 工 分 析 方 法
方 毅 ．纪 思
（ １ ．云 南 电力 调 度 控 制 中心 ， 昆 明 ６ ５ ０ ０ １ １ ；２ ．云 南 电 网公 司 楚雄 供 电局 ，云 南 楚雄 ６ ７ ５ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：分析 了影 响 单 端 测 距 的 因素 ， 归纳 了波 头识 别 的原 则 ，总 结 出人 工 单 端 行 波 测 距 的分 析 步 骤 ， 由 电 网 内 实 际故 障
行 波数据验证表面所提方法有效 、可 靠。
关 键 词 ：行 波 测 距 ：单 端 行 波
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｆａ ｕ ｌ ｔ Ｌｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
Ｌ Ｆ Ｍ＝ ÷（ 一 。 ）
基于故障特征频率的单端行波测距新方法
基于故障特征频率的单端行波测距新方法梁睿;靳征;刘建华【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2013(000)015【摘要】当电网某线路发生故障时，其暂态信号分别向故障点两侧传播，测量到的频率与故障点到观测点的距离有确定的数学关系。
基于特征频率的暂态信号分析方法不需要提取行波波头到达时刻，避免了行波时域分析时由于波形畸变造成的测距误差。
在研究前人的成果与不足基础上，提出了应用于中压配电网单端行波故障测距新方法，大大提高了信号频率分辨能力与测距精确度。
该方法首先通过以故障波形信息自建立母小波函数，提高了母小波的适应性与特征频率提取的分辨能力；由上一步确定的故障特征频率，再从小波尺度图进一步对其进行修正。
大量的仿真实验证明，基于该方法的单端故障测距适应性好，定位精度高。
%The transient characteristic propagates to both ends of line from fault point when a fault occurs in the distribution networks. A determined mathematical relationship is obtained between characteristic frequencies and distance from the fault point to observation point. The identification of wave front is unnecessary when using transient signal analysis based on characteristic frequencies, so that fault location error is avoided due to waveform distortion of time domain analysis. Some achievements and shortcomings are summarized from former papers, and a new single-ended fault location method is proposed and applied to medium distribution networks, which improves signal frequencies resolution and fault location accuracy. Theproposed procedure builds an fault-waveform-inferred mother wavelets firstly, which enhances the adaptability of mother wavelets and resolution of characteristic frequencies;then characteristic frequencies are corrected by scalogram in time domain based on determined frequencies on the former step. Many simulations show the new method has good adaptability and high fault location accuracy.【总页数】7页(P7-13)【作者】梁睿;靳征;刘建华【作者单位】输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学，重庆400044; 中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州 221008;山东电力集团公司东营供电公司，山东东营 257000;中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】TM773【相关文献】1.消除单端行波测距死区的煤矿电网故障定位 [J], 梁睿;靳征;王哲;王崇林2.基于强跟踪滤波器的输电线路单端故障测距新方法 [J], 徐子华;王艳松3.利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距 [J], 杨晓杰4.基于区段定位的配电网混合线路故障行波测距新方法 [J], 王义军;曹越;窦鹏志;曹凤建5.基于单端暂态能量谱相似性的配电网故障区段定位新方法 [J], 朱占春;潘宗俊;唐金锐;周海;袁成清;闻生学;张新宇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
输电线路单端行波故障测距新算法
; > K ] > > :K R >N < D A K< : J8 > < = D L > 8 > : KK > L 8 9 : < A; J > : K 9 N 9 : [9 [ E J 9 = K D L ; < : G > == D > L 9 8 @ = > J@ :K R >Z @ ] > LN L > D > : G 9 : < A = $ Z Z e [= E " X :K R 9 =9 8 A > 8 > : K < K 9 @ : <: > ]] < @Z L > + A @ G < A 9 d >K R >N < D A K Z [K < : JK @E > KL 9 J@ N K R >J 9 = K D L ; < : G > =L > N A > G K > JN L @ 8K R >R > < A K R [ " A 9 : > 9 =Z L @ I 9 J > J $) @ L > @ I > L @ : >= D > = K 9 @ :K @@ K 9 8 9 d >K R > E E Z J < K <K L < : = < G K 9 @ :< : J> : R < : G >K R >G < A G D A < K 9 @ := > > J9 =< A = @ Z ; L @ D R KN @ L ] < L J $( R >9 8 A > 8 > : K > J= 9 8 D A < K 9 @ : Z L > = > : K = E Z L @ 8 9 = 9 : > = D A K = N @ L K R > A @ G < K 9 @ : @ NN < D A K = @ : K R > Z E L K L < : = 8 9 = = 9 @ := = K > 89 :< : < A = 9 = $ [ [
基于行波法的电力线路测距
基于行波法的电力线路测距电气工程及其自动化 关永昌指导教师 王艳松摘要：中性点非有效接地是配电网中性点的典型接地方式，这种接线方式的系统可靠性高，在发生单相接地后，接地相的接地电流很小，但是故障定位比较困难。
因此，小电流接地系统故障的快速自动定位对于提高供电可靠性、减少停电损失具有重要的意义。
本文介绍了利用电压行波分别对无分支线路和有分支线路进行故障测距的单端行波测距方法。
对故障电压波形进行离散平稳小波分解或应用数学形态学，根据信号的奇异性检测原理找出行波波头，由行波在故障点及母线之间往返一趟的时间或线模与零模速度差来确定故障距离。
关键词：故障定位；行波；离散平稳小波分解；数学形态学一、前言我国的中低压配电网大多采用中性点非有效接地方式。
配电线路发生单相接地故障后，快速、准确的定位出故障点，不仅对快速修复故障线路，保证供电可靠性及减少停电损失，而且对保证整个系统的安全稳定及经济运行都有十分重要的作用[1]。
目前，单相接地故障测距方法主要可分为行波法、阻抗法、及注入信号法。
行波法具有不受系统运行方式变化、不稳定电弧、系统参数、串补电容、线路不对称及互感器变换误差的影响，以及故障测距快速准确等优点，其在输电线路上已得到成功应用，因此利用行波法实现配电线路故障测距具有重要的研究意义。
对于无分支线路，根据波头极性区分反射波，从而确定故障距离；针对配电线路多分支的情况，本文根据单端行波测距法，通过小波分解或多分辨形态梯度分析故障信号，利用行波特征波确定故障区段，利用线模与零模速度差来确定故障距离。
二、无分支线路测距原理 单端行波定位方法：在线路发生故障时，故障点产生的电压（电流）行波在故障点与母线之间来回反射，根据行波在测量点与故障点或对端母线之间往返一次的时间和行波的波速来确定故障点的距离。
行波在无分支线路中的折反射可用图1所示的行波网格图说明。
第一个电压行波到达母线M 端时，M 端的电压波形应 图1 故障暂态行波传播过程是： 1()()()m F m m F m u t u t u t τατ=-+-（1） 当故障点位于母线M 端到线路中点之间时，第二个从故障点方向来的行波必然是故障点的反射波。
单端行波法应用于输电线路故障测距的研究
波。 通过 分析故 障行 波包 含 的故 障点信 息 ， 计算 出故 障发生 的位置 。文献［］ 行波 的特性及 其传 播方式 ２对
及 行波 的色散 都做 了详 尽的介绍 。 前 ２种算 法都 是 基 于工 频 量 的故 障测 距方 法 。 这类 方 法 的优 点是 简单经 济 ．缺 点是 易受 到系统 阻 抗 和故 障点过 渡 阻抗 的影 响 ，而导致故 障测 距精 度
２３ 行 波 法 ＿
行 波法 的原理 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
传统 人工 巡线 的方式进 行故 障定位 效率低 、 间长 、 时
劳 动强 度大 。准 确 的故 障定 位 方法 ． 于 减 少停 电 对
摘
要 ： 端 法 是 利 用 电压 及 电流 行 波 进行 线 路 故 障 测 距 的方 法 ， 单 通过 测 量 故 障 产 生 的行 波 在 故 障 点及 母 线 之 间 往
返一 趟 的时 间 来 计算 故障 距 离 ，并 对 单 端 行 波 法 各种 计 算 方 法 的 理论 基础 和应 用 条 件逐 类 进 行 了分 析 、对 比和 讨
中图 分类 号 ： Ｍ７ １ Ｔ ７ 文 献标 识码 ： Ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔＢ ｉ ｇ ｅ ｔｒ ｎ ｌ ｔ ｏ ｆｕ ｔｄｓａ ｃ ｓｃ ｃ ｌｔ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｒｕ ｄｒｐ ｉ ｔｒ ａ ｆ ｒ ｖ ｌ ｇ ｗ ｖ ｅｗ ｅ ｓｒ ｃ ： ｙ ｓｎ ｌ ｅ ｍｉ ａ ｈ ｄ， ｌ ｉｔｎ ｅｉ ａ ｕ ａ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｔ ｅ ｖ ｏ ａ ｅｉ ａ ｅ ｂ ｔ ｅ ｎ ｍｅ ａ ｌ ｈ ｉ ｎ ｌ ｔ ｎ ｔ ｕ ｌ ｐ ｉ ｔ ｎ ｕ ．ｈ ｓｐ ｐ ｒｐ ｅ ｅ ｔｄ ａｌｍｅｈ ｄ ｆｓｎ ｌ ｅ ｉ ａ ｐ ｒ ａ ｈ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｅ ｉｇ ｗａ ｅＭｏ ｅ ｖ ｒ ｔ ｅ ｒ ｂ ｅ ｏ ｎ ｄ ｂ ｓ ｉ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｔ ｏ ｓｏ ｉ ｇ ｅ ｔｒ ｎ ｌ ｐ ｏ ｃ ａ ｅ ｎ ｔ ｖ ｌ ｖ ． ｒｏ ｅ ， ｏ ａ Ｔ ｌ ｍ ａ ｒ ｎ ｈ ｔｅ ｒ ｔ ａ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｎ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ｅ ｃ ｍｅ ｈ ｄ ｈ ｏ ｅｉ ｌ ｏ ｎ ａｉ ａ ｄ ｐ ｌ ｔ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｆ ａ ｈ ｃ ｏ ｃ ｏ ｉ ｔ ｏ ｗｅｅ ｎ ｌｚ ｄＦ ｎ ｌ ， ｅ ｕ ｈ ｒ ｏ ｉ ｔ ｄ ｕ ｒ ａ ａｙ ｅ ．ｉ ａ ｙ ｔ ａ ｔｏ ｐ ｎ ｅ ｏ ｔ ｌ ｈ ａ ｖ ｎａ ｅ ， ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ， ｍｉ ｔ ｎ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｓ ｏ ｅ ｏ ａ ｈ ａ ｐ ｏ ｃ ． ｄ ａ ｔｇ ｓ ｄ ｓ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｌ ｔ ｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｃ ｐ ｅ ｃ ｐ ｒ ａ ｈ ｉ ａｏ ｃ ｏ ｆ Ｋｅ ｏ ｄ ： ｕ ｔ ｏ ａ ｉｎ；ｉ ｇ ｅｔ ｒ ｉ ａ ｔｏ ａ ｅ ｎ ｔ ｄｉｇ ｗａ ｅ； ａ ｓ ｓ ｉｎ ｌ ｅ ｙ Ｗ ｒ ｓｆ ｌ ｌ ｃ ｔ ａ ｏ ｓｎ ｌ ｅ ｎ ｍｅｈ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｍ ｌ ｍｖ ｎ ｖ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｉ ｒ ｎ
配网行波故障预警与定位装置的故障距离算法
配网行波故障预警与定位装置的故障距离算法今天江苏宇拓电力科技来为大家说明一下配网行波故障预警与定位装置的故障距离算法。
一、引言配网行波故障预警与定位装置是一种用于配电网故障预警与定位的设备，其核心技术是基于行波原理的故障距离算法。
本文将详细介绍这种装置的故障距离算法。
二、行波原理及故障定位原理行波原理是利用电磁波在传输线中传播的特性，当线路发生故障时，故障点会产生向线路两端传播的行波。
通过捕捉和分析这些行波，可以确定故障的位置。
基于行波原理的故障定位装置通过在配电网中安装行波传感器，实时监测线路中的行波信号。
当线路发生故障时，装置会捕捉到由故障点产生的行波信号，并通过算法分析计算出故障距离。
三、故障距离算法故障距离算法是配网行波故障预警与定位装置的核心技术，其基本步骤如下：1. 采集行波信号：通过行波传感器采集线路中的行波信号，包括故障点产生的初始行波和由故障点反射回来的反射行波。
2. 提取特征量：从采集到的行波信号中提取出能够反映故障距离的特征量，如行波传播时间、波形形状等。
3. 构建数学模型：根据行波传播规律和电力系统的特性，建立能够描述行波信号与故障距离之间关系的数学模型。
常用的模型包括双曲函数模型、指数函数模型等。
4. 拟合模型参数：将提取出的特征量代入数学模型中，通过拟合算法确定模型参数，从而得到与实际情况最为接近的故障距离估计值。
5. 输出故障预警与定位结果：将计算得到的故障距离信息通过通信接口发送给监控中心，同时提供故障预警与定位服务。
四、算法优化与改进为了提高故障定位的准确性和实时性，可以对算法进行优化和改进，包括：1. 采用更精确的模型：建立更加精确的数学模型，充分考虑行波传播过程中的衰减、反射等因素对故障距离估计的影响。
2. 引入人工智能技术：利用人工智能算法，如神经网络、支持向量机等，对行波信号进行分类和识别，提高故障检测的准确性。
3. 优化特征提取算法：改进特征提取算法，提高特征量的提取精度和可靠性，从而降低模型拟合的误差。
基于单端行波法的输电线路故障测距系统的设计
人民日常生活都有着深远 的影响 ，其运行的可行性 影响着整个 电力系统 的供 电可靠性 ， 但是由于其分
布范 围广 ，穿越 地 区地形 复杂 ，气 候条 件多 变 ，长
期暴 露在 自然 环境 中 ，不 可避 免地 会发 生各 种各 样
括故障行波分量的提取 。
单端 行 波测距 依据 的公式 为 ：
文章编号
１０ — ３ ９ ２ ０ ） ４ ０ ２ － ３ ０ ５ ９ ６ （０ ８ ０ — １９ ０
基 于单端 行波法 的输 电线路故障测距系统 的设计
桑亚平 ，赵 玉林
（ 东北农业大学工程学院，哈尔滨 １０ ３ ） ５００
摘
要 ：快速准确故障定位是保证 电力 系统安全运行的有效途径之一。文章根据单端行 波测距原理，设计 出专
ｔ ａ ｌｎｇ ｗ ａ ｅ ｒ ｖｅｉ ｖ
究方向为地方 电力 系统 自 动化技术及装备。
通 讯 作者 Ｅ ｍ ｉ ｚｌ６ １ ６ ．ｏ — ａｌ ｙ５ ３ ＠１ ３ｅｍ ：
维普资讯
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报
第３ ９卷
如图 １ 所示 ，本测 距系统 主要 由硬件启 动 电
维普资讯
第 ３ 卷 第 ４期 ９
２０ ０ ８年 ４月
东
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３ ４１ ２ １ １ ９ｆ ：１ ９￣ ３ Ａｐ ｉ ２ ０ ｒｌ ０ ８
Ｊｕ ｎ ｌ ｆ ｏｔｅ ｓ Ａ ｒ ｕｔ ｒｌ ｎｖ ｒｉ ｏ ｒ ａ ｏ ｒ ａｔ ｇｉ ｌ ａ ｉｅｓ ｙ Ｎ ｈ ｃ ｕ Ｕ ｔ
如图 ２ 所示 ，由行波极性检测电路和行波波头 突变信号 电路组成 ，采用行波的幅值 比较实现行波
基于行波技术的电力线路在线故障测距
1. 电力线路故障测距技术发展概况
（3）现代行波故障测距技术
几种典型的现代行波故障测距系统
－ Hathaway行波测距系统。电流耦合方式，1992年投运，A 、D、 E三种原理。
－ B. C. Hydro行波测距系统。电压耦合方式，1993年投运。D型 原理，无波形记录功能。
－ 山东科汇行波测距系统。电流耦合方式，1995年投运XC-11， A、D、E三种原理。2000年投运XC-2000，A 、D、F、E四种原 理。
（1）早期行波故障测距技术
20世纪（50～60）年代 基本原理
利用电压行波在故障点与母线之间的传播时间计算故障距离。 实现方法
利用电子计数器或者阴极射线示波器测量暂态行波的到达时刻 和传播时间。分为A、B、C、D等4种基本型式。 存在问题 1）对行波现象的认识不充分； 2）采用专用高频信号耦合设备，价格昂贵； 3）信号记录与处理手段有限； 4）装置构成复杂，可靠性差。
基于行波技术的电力线路 在线故障测距
内容
电力线路故障测距技术发展概况 电力线路行波基本概念 电力线路暂态行波的产生机理 现代行波故障测距基本原理 现代行波故障测距关键技术 XC系列行波故障测距系统及其典型应用 现代行波故障测距组网方案 新一代行波故障分析主站（TAS2200）
1
1. 电力线路故障测距技术发展概况
13
2. 电力线路行波基本概念
线路上任一点的电压和电流都由两部分构成，即正向 行波分量和反向行波分量。
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基于单-双端行波测距原理的配网多端故障定位
基于单-双端行波测距原理的配网多端故障定位杨晓丽;舒勤【摘要】为实现配电网快速准确故障定位,避免故障范围扩大,结合单-双端行波原理,提出一种配电网多端行波故障定位方法.利用小波变换模极大值确定故障初始行波波头,用4次多项式拟合零模波速与零、线模时差的关系用于故障测距;利用双端行波原理进行故障选线及主干线和有二级分支出线的一级分支的故障测距;利用基于零、线模波速差的单端测距法对二级分支以及没有二级分支出线的一级分支进行测距;只需要判断初始行波波头,受分支影响小.通过PSCAD仿真验证了该方法的可行性.%In order to realize fast and exact fault locations of distribution network and avoid the expansion of fault range,a multi-terminal traveling wave fault location method is proposed by combining single-and double-end traveling wave distance measurement principle.The maximum modulus of wavelet transform is used to determine the initial trav?eling wave head of fault,and quartic polynomial is used to fit the relationship of zero-mode component versus the time difference between zero- and aerial-mode components of traveling wave for fault distance measurement.Double-end traveling wave distance measurement principle is used for fault line selection and the fault distance measurement of main and primary branches(with secondary branch),while single-end principle based on the velocity difference be?tween zero-and aerial-mode components is used to conduct distance measurement for the secondary branch and the pri?mary branch(without secondary branch).Only the initial traveling wave head is needed to be determined,thus the in?fluence ofbranches is smaller.The feasibility of the proposed method is verified by PSCAD simulations.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2018(030)004【总页数】6页(P91-96)【关键词】配电网;零模波速;故障选线;故障定位;小波变换【作者】杨晓丽;舒勤【作者单位】四川大学电气信息学院,成都610065;四川大学电气信息学院,成都610065【正文语种】中文【中图分类】TM711配电系统是分配电力并向用户供电的重要环节[1]，配电网作为其中的脉络，尤为重要。
基于行波法的输电线路故障测距的研究
基于行波法的输电线路故障测距的研究基于行波法的输电线路故障测距的研究摘要:在介绍单端和双端行波法故障测距原理的基础上，着重讨论小波变换的基本理论及其模极大值理论在行波测距中的应用，提出故障暂态分量奇异性的墓本判据和补充判据。
大量的仿真表明，本方法有效且有很高的测距精度。
关键词: 行波；故障测距；小波变换中图分类号： TM726 文献标识码： A 文章编号：引言本文提出一种利用故障生成的高频暂态电流信号进行测距的方案,通过小波变换工具检测故障行波到达测量端的时间以实现故障测距。
理论分析和大量的Mat lab仿真结果表明,该方案具有测距精度和稳定性好的优点,可应用于电力系统的故障定位。
1 单端和双端行波测距方法的比较行波测距法是利用测量行波的传播时间以确定故障位置,即采集故障行波信号,并对其进行分析,以实现故障定位。
行波法按采用单端或双端的电气量又分为单端法和双端法。
(l) 单端行波法在输电线路发生故障时, 故障产生的电流行波在故障点于母线之间来回反射。
单端法通过母线处感受到的故障初始行波脉冲与由故障点反射回来的行波脉冲之间时间差Δt 测距。
基本原理如下:以短路故障为例,设线路长度为L,波速度为v,故障点距离M 端为X ,故障初始行波与由故障点反射波到达母线的时间分别为Tm1,Tm2 则故障距离X为X=1/2 vΔt=1/2(Tm1-Tm2)[1](2) 双端行波法设故障初始行波波头到达两侧母线的时间分别为Tm和Tn,安装于线路两端的测距装置记录下故障行波波头到达两侧母线的时间,则故障距M端距离x可由下式计算:X=(Tm-Tn)V/2+L/2 [2]由式[2]可知,其测距关键在于准确记录电流行波到达线路两端的时间,误差应在数个µs内,以保证故障测距误差在数百米以内,它需要专用的同步时间单元。
随着GPS 的广泛应用, 利用基于GPS的同步时钟输出,能够实现两端测距装置1μs的精确同步,但要增加故障测距装置的成本。
配电网混合线路单端行波测距法
配电网混合线路单端行波测距法黄家栋,智秀霞(华北电力大学电力工程系,河北省保定市071003)摘要:提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线与电缆混合线路单端测距的方法。
该方法分2步确定故障点:首先根据故障行波的传播特性,提出新的判据以确定故障区段,此判据根据特征波的逻辑运算结果确定故障区段;然后在定段的基础上再实现准确定位。
关键词:配电线路;故障测距;行波中图分类号:TM773;TM727.2收稿日期:2008205228;修回日期:2008212223。
0 引言行波测距技术已在输电线路上成功应用,但在配电网上,目前对此方法的研究还处于理论研究和仿真阶段[123]。
对于配电网架空与电缆混合线路的行波测距研究,文献[1]采用双端行波测距。
双端行波测距需装设双端同步测量装置,造价较高。
而单端行波测距法无需装设双端同步测量装置,因此,不需要在线路上装设通信通道,操作简单,造价较低。
本文根据行波传播时在波阻抗不连续点发生反射和透射的原理[324],在理论上对中性点非有效接地系统中单相接地混合线路的定位问题进行了探讨。
1 单端行波测距原理设单相线路F 点发生了金属性短路,故障时的等效网络如图1所示。
图1 线路F 点故障时的等效网络Fig.1 Equivalent netw ork of line with point F fault根据叠加原理,故障后的网络可等效为故障前正常运行网络与故障后才出现的附加网络的叠加。
与故障前该点电压数值相等、方向相反的等效电压源-e f (t )就是附加电源[5]。
行波测距就是利用故障网络的附加电源产生的行波在线路中传播这一物理特性进行故障测距。
单端测距法[627]是通过初始行波与反射行波到达测量端母线的时间差进行故障测距。
假设行波波速度为v ,故障初始行波与故障点反射波到达母线的时间分别为t 1,t 2,则故障距离为:x =v (t 2-t 1)2(1)2 故障区段的确定针对波阻抗不连续的特殊问题,本文采用了文献[2]中基于等值电路的速度单一化方法,消除波速度不连续的影响。
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Ｉ 羲 字 技 术
应用研究
基于单端行波信号分析的配电网故障测距算法
廖彬 宇 舒勤
（ 四 川 大学 电 气信 息学 院， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘要： 对于辐射状 配电网其三相线路 上发 生单相接地故障时， 故 障点反 射的电压行 波和线路末端反 射的电压行 波具有相 同的极性， 仅
依靠极性特 点无法准确识别 出故 障点反射波。 针对这个 问题 ， 对配电网线路 末端所连接的配电变压 器进行 了分析， 发现 电压行波在配电变
压器处的反射 具有幅值较大和极性翻转的特性， 利用这一性质 ， 可有效识别第二个行 波波 头是来 自于故障点还是 线路 末端， 再利用故障线 路 的 电流行 波 的 幅值 比较 大 的特 点 准 确 选择 出故 障线路 ， 最后 利 用 小波 变换模 极 大值 检 测 行 波 波 头到 达 测 量 端 的 准确 时刻 从 而计 算 出故 障距 离， 基 于此可构造针对辐射状 配电网的单端故障测距算 法。 大量仿真验证表 明， 此方法有效， 准确， 可靠。
ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｉ ｔ ｃ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｖ ｅ ｈ ｎ ｇ ｗａ ｖ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａｕ ｆ ｌ ｔ ｌ ｉ ｎ ｅ ｔ ｏ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａｕ ｆ ｌ ｔ ｌ ｉ ｎ ｅ ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ， ｈｅ ｔ ｗａ ｖ ｅ ｌ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ｒ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｕ ｓ ｍａ ｘ ｉ ｍａ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｈｅ ｔ
关键 词 ： 辐射 状配 电 网 ； 单相接 地 ； 线模 行 波 ； 行 波 极 性 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ７ ７ ３ 文献标识码： Ａ
文章编号： １ ０ ０ ７ ． ９ ４ １ ６ Байду номын сангаас ２ ０ １ ７ ） ０ ２ － ０ １ ２ ３ － ０ ４
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｗ ｈｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ —ｐ ｈ ａ ｓ ｅ —ｔ ｏ —ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ Ｏ Ｃ Ｃ Ｕ Ｒ Ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｌ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ． ｔ ｈ ｅ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｔ ｒ ａ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｖ ｅ ｒ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ