行波法在配电网故障测距中的应用

中国电力教育2010年管理论丛与技术研究专刊

配电网与电力用户相联,所处的地理环境复杂,线路

分支多,接地电阻和分布电容比较大,故障定位困难,一

直被认为是个难点。近年来,行波法日趋成熟,其优越性

越来越受到电力行业的重视。尤其是C型行波法,在故障

后可以重复测距判断,很大程度上保证了测量精度,在配

电网故障测距中有较大的优势。

行波法是通过测量故障产生的行波在故障点及检测端

(母线之间往返一趟的时间或利用故障点行波到达线路两

端的时间差来计算故障距离,一般分为A、B、C、E 4种。[1-3] 本文通过分析行波反射和折射原理,介绍了这几种行波测距

方法的原理和特点。最后通过对10kV多分支配电线路单相

接地故障进行仿真分析,验证了C型行波法在配电网故障

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

的线路

传播,到达O点,波阻抗由Z

变为Z

,发生反射和折射;

一部分行波U r(反射波沿Z

线路返回,另一部分行波U j(透

射波沿Z

线路继续传播。O点的反射系数可以用反射电

压(电流与入射电压(电流之比来表示,电压反射系数为: (1

反射系数大小相等,符号相反。

行波法在配电网故障测距中的应用

徐汝俊* 严凤

(华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定 071003

摘要:行波法故障测距不受系统参数、运行方式、线路不对称性及互感器变化误差等因素的影响,构成简单、容易实现。该方法通过检测行波在故障点及检测端之间往返一次的时间或利用故障点行波到达线路两端的时间差来计算故障距离,具有测距速度快、精度高的优点。本文介绍了A、B、C、E这4种行波测距方法的原理及其各自的优缺点。通过对10kV多分支配电线路单相接地故障进行仿真,比较正常线路和故障线路波形,找到了第一个波形畸变点并以此来确定故障距离。结果表明测距精度满足实际要求,从而验证了C型行波法在配电网故障测距中的可行性。

关键词:配电网;行波法;反射波;测距;仿真

*作者简介:徐汝俊,男,华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生。

当线路出现开路点或行波运动到线路的开路终端时,

相当于z

→8,有反射系数K u=1,K

=-1。线路中短路点

相当于z

,有反射系数K u=-1,K

=1。如果线路经阻抗接地,

此时波阻抗z

可以看做是接地电阻R和波阻抗z

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型行波测距方法,利用线路故障发生后开关重合闸的瞬间,注入

电流脉冲双端测距的方法称为E型行波测距方法。

(1A型行波测距。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之间往返一次的时间和行波的波速

来确定故障点的距离。下面以线路发生金属性接地为例,

说明A型行波测距法原理。

图2中,设在t=0时刻,线路上F点发生金属性接地

故障,故障点的电压行波u f以波速v向两侧传播,行波在

t1时刻到达检测端M,由于M点为波阻抗变化点,行波发

生反射,设该点反射系数为K,则反射波K×u f由检测端

M向故障点方向传播。由于故障点为金属性短路,当反射

波到达故障点时会发生全反射并改变极性,在t

时刻又返r

图1 行波的反射和折射过程

图2 A型行波测距示意图

回检测端M。

设故障点到信号检测点M 的距离为X L ,则故障点的计算公式为

透射到接地点的另一侧,但仍有反射波回到检测点,由于(2B 型行波测距。B 型行波测距方法利用故障点产发生故障时,行波到达线路两侧M 和N 的时间分别为t 1和t 2M

的距离X L 由下式求出:

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。

三、行波测距方法特点

A 型行波法测距装置简单,但行波在不断折、反射中衰减很大,有时不易区分是来自故障点还是其他节点的反射波。

B 型行波测距只利用第一个波头,信号幅度大,容易识别,计算处理简单;但线路两端都需要检测装置,且需要通讯设备来实现时间同步,投资比较大。由于故障发生是随机的,当在线路电压过零点发生接地故障时,产生的行波信号很微弱,难以识别,此时A、B 型行波定位就会失效,而E 型行波法可以弥补这种缺陷。

C 型行波法是离线测距,不受信号故障时刻行波信号强弱的影响,在进行故障测距时可以重复进行判断。当一次接收到的信号不能清楚分析故障点位置时,可以重新发一个行波信号进行再次测距。此外C 型行波法可以节省装置投资,它不需要在每条线路上装设高频采集装置。但该方法的不足之处是在高阻抗接地和闪络性故障时,接地点的反射信号很弱甚至不产生反射信号,此时需要高压脉冲发生器产生高压脉冲信号击穿故障点绝缘,这对信号发生装置提出了更高的要求。

四、仿真分析

利用C 型行波法对带分支线路进行测距,通过ATP 软件进行仿真,如图4所示,在线路分支BE 中间处发生单相接地故障,其接地电阻为1000Ω。信号源采用幅值为10kV,宽度为2微秒的高压脉冲信号。其中,线路波阻抗为460Ω,

MN=15km,AD=3km,MA=5km,MB=9km,BE=2km,BC=3km,CG=1km。

在检测点采用100MHZ 的采样率进行采样,得到的正常线路波形如图5所示,当F 点发生单相接地故障时,故障波形如图6所示。正常线路与故障线路波形相减,得到的波形差如图7所示,其中第一个波形畸变点是来自故障点的反射波。

对图7的波形差信号用matlab 小波包分解和重构,得到故障时刻t =66.70μs ,根据公式(3,取v =300m/μs ,则:

图3 C型行波定位示意图

图5 正常线路波形

x 10

图7 正常线路与故障线路波形差

图6 单相接地故障波形

图4 仿真线路示意图

(下转第555页

行波法在配电网故障测距中的应用

则预测误差率为:

/E E 777-t =(25.44-23.95/23.95=6.22%可见,用此种方法预测的数据具有较好的科学性和准确性。

五、结论

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

电网的负荷预测证明了一元线性回归模型用于负荷预测的科学性和准确性。

参考文献:

[1]牛东晓,曹树华,赵磊,张文文.电力系统预测技术及其应用[M].北京:中国电力出版社,1998.

[2]张健,曹志东.负荷预测在电力市场中的应用[J].山东电力技术,2000,(2.

[3]郭光飞,郭喜庆.模糊线性回归法在负荷预测中的应用[J].电网技术,2002,26(4.

[4]关欣,陈志斌,周鸿飞.评价回归模型拟合效果的数量化方法

[J].沈阳农业大学学报,2001,(6.

五、总结

行波法不受系统参数、运行方式、线路不对称及互感器变换误差等因素的影响,构成简单、容易实现。故障行波信号在传播途中会夹杂着一些混合信号,使得行波信号在传播过程中发生畸变,检测起来困难。所以,行波测距法的关键是要能够准确地识别来自故障点的行波波头并确定相应的时刻。小波分析作为一种时域分析方法,可以把信号在时域和频域上进行良好的局部化分析,通过小波变换跨尺度分析可以排除噪声干扰,提取出信号中的奇异点和突变部分,利用小波分析可以比较容易地找到来自故障点的行波波头并确定相应的时刻。

参考文献:

[1]陈平,葛耀中,徐丙垠.现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用——A型原理[J].继电器,2004,32(2:13-18.

[2]陈平,葛耀中,徐丙垠.现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用——D型原理[J].继电器,2004,32(3:13-18.

[3]严凤,杨奇逊,齐郑,等.基于行波理论的配电网故障定位方法的研究[J].中国电机工程学报,2004,24(9:37-42.

[4]徐丙垠,李胜祥,陈宗军.电力电缆故障探测技术[M].北京:机械工业出版

社,1999.

[5]陈崇源,颜秋容.电路理论:端口网络与均匀传输线[M].武汉:华中科技大学出版社,1997.

[6]李建平.小波分析与信号处理[M].重庆:重庆出版社,1997.

(上接第549页

一元线性回归模型在负荷预测中的应用

配电网故障定位现状及方法综述

配电网故障定位现状及方法综述发表时间：2019-12-06T17:15:09.787Z 来源：《科技新时代》2019年10期作者：李家成何沁鸿 [导读] 配电网故障定位可大幅度减少故障排查的工作强度，从长远角度看，能有效提高配电网供电稳定性。（国网湖北省电力有限公司钟祥市供电公司湖北钟祥 431900）摘要：随着人们对配电网供电安全稳定性的不断提升，尽早发现配电网故障点就显得越来越重要。而电力系统配电网的故障精准定位问题一直没有得到很好地解决，对该问题的研究能够减少经济损失，保障人们的正常生活。因此，本文分析了现阶段常用的故障定位方法的优点和缺点以及各自的适用范围。关键词：故障定位；优缺点；适用范围引言：近年来，我国电网规模的不断扩大，配电网的线路结构也日益复杂，人们的生活越来越离不开电能的同时，用户对供电安全稳定的要求也不断提高。要提高供电稳定性首先要尽可能减少故障的发生情况；另一方面，在故障发生后要能迅速解决故障并重新供电。配电网故障定位可大幅度减少故障排查的工作强度，从长远角度看，能有效提高配电网供电稳定性。常用的配电网故障定位方法及其优缺点当前配电网故障定位方法主要有阻抗法、故障行波法、故障指示器法等。 1.阻抗法阻抗法是根据发生故障的时间点所测得的对应电压和电流得出故障回路阻抗的方法，又因理想条件下，回路阻抗与距离大致呈正相关，由阻抗数值可定位故障发生点。阻抗法原理十分简单，但配电网线路很复杂，且受负荷影响较大。因此，故阻抗法不能直接的用于测距计算，在实际应用中常常用作估计大致故障点。 2.行波法行波法一般可分为单端法、双端法。（1）单端行波法单端行波法是利用故障产生的暂态行波进行单端定位的方法。在线路发生故障时，故障点产生的暂态行波在故障点与母线之间来回反复，根据行波在测量点与故障点之间往返一次的时间和行波的波速即可求得故障点的距离。单端行波法计算公式如下所示： l=（t1-t0）v/2 式中l为故障距离；L为线路全长；t0、t1分别为故障波头和反射波到达计算端母线的时间点；t2为另一边母线的反射波到达的时间点；v为行波的速度。该方法原理同样简单，但在实际工程中，由于故障点反射波、母线反射波难以识别，因此，单端行波法一般用作双端行波法的补充。（2）双端行波法双端行波法是利用在线路产生故障时，初始行波向线路两端的两个测量点发射到达的时间差计算故障点到两边分别的距离。计算公式如下： l1=L（t2-t1）v/2l2=L（t1-t2）v/2 式中：l1、l2分别为故障点到两端的距离；t1、t2分别为行波各自到达线路两端的时间，L为线路全长。双端行波测距由于是利用第一个行波波头，而不是故障点反射波、母线反射波，较易识别。因此，在实际应用中主要采用双端行波法测故障点的距离。（3）多端行波法在双端行波故障定位原理的基础上，进一步提出了多端行波定位法。在现有的研究中，该方法主要有2种具体做法：一是将多个检测点处所采集的故障行波信息进行融合，以确定具体的线路分支在某一采集装置出现故障的时间，可以准确判断到故障分支，并且比较准确。但是在精准的同时该做法需对目标线路区段进行逐一排查，涉及过程复杂，消耗成本高，不能快速排查配电网故障。另一种是利用最先采集到故障行波信息的3个采集装置进行故障定位，然后将分支点位置同定位结果相比较，从而将伪故障点去除，该做法计算较小，实用性和快速性较高。但是，多端定位算法需要将行波采集装置安装在配电网每一个末端，因此在对复杂多分支的配电网进行故障定位时，需要巨额的投资和维护费用。 3.故障指示器法整体而言，故障指示器在技术上已经较为成熟，结构简单，在国内电力系统已经获得广泛应用，便于大规模的推广应用。不过需要指出的是，与FTU类似，故障指示器的定位精度与配置密度相关，若为保证定位的精度，需要沿线逐点布设故障指示器，构建故障定位系统的成本仍然较高，因此，故障指示器适合于城市电网，不适合于长距离的农村电网故障定位。从实际运行经验看，故障指示器用于短路时定位效果较好，但用于单相接地故障时效果尚不理想。 4.结语: 本文介绍了国内外实际应用中常用的的配电网故障定位技术，有上述不难看出，不同的定位技术都有各自的优缺点及适用范围，为了缩短故障定位时间和容错性，可以尝试将多种算法共同运用到配电网故障定位中，作为检验。实际应用中应结合当地配电网的结构和已有条件综合多项指标选择最契合的定位方案。参考文献： [1]刘健,毕鹏翔,杨文宇等.配电网理论及应用[M].北京:中国水利水电出版社,2007. [2]万家震，钱丹丹，金莉.配电网中重合器预分段器、熔断器的合理配置[J].吉林电力，2001（3）：28～32 [3]孙波,孙同景,薛永端,等.基于暂态信息的小电流接地故障区段定位[J].电力系统自动化,2008,32(3):52-55. [4]卢继平,黎颖,李健,等.行波法与阻抗法结合的综合单端故障测距新方法[J].电力系统自动化,2007,31(23):65-69. [5]杜红卫,孙雅明,刘弘靖等.基于遗传算法的配电网故障定位和隔离[J].电网技术,2000,24(5):52-55.

直供线路故障测距修正方法

直供线路故障测距修正说明 1.测距原理直供测距定值说明：表测距定值表(针对直供线路有效) 注意单位电抗和总电抗都是二次换算值. 测距分段数：测距时将此馈线根据不同的电抗区段分成的测距分段的个数。单位电抗：在此分段内接触网的单位电抗值,为二次值，x2=x1*K U/K I，单位Ω/Km. 总电抗：保护安装处到此分段末端的总电抗,为二次值,单位Ω。距离：保护安装处到此分段末端的总距离,单位Km。以4段分段的故标定值设置举例如下: 变电所供电线区间线路站场区间线路设馈线压互变比27.5/0.1，流互变比800/5, 供电线单位电抗0.65Ω/Km，接触网线路单位电抗0.42Ω/Km,站场单位电抗0.2Ω/Km，L1=1Km，L2=10Km，L3=12Km，L4=25Km。则故障测距定值设置如下：

2.测距修正方法具备原始测距整定数据,现场保护动作数据,实际短路位置数据等相关参数主要有:整定数据:N,x1,X1,L1,x2,X2,L2,……. 动作数据: Xs,Lj 所在段K, 实际故障距离Ls 设修正后的测距定值:N,x1’,X1’,L1,x2’,X2’,L2,……. 3.计算原理 1)第一段内故障,测距定值修正方法: X1’=L1/Ls*X1 x1’=X1’/L1,其他段根据此参数重新计算 2)第二段内故障,测距定值修正方法: X2’=X1+(L2-L1)*(X-X1)/(Ls-L1) x2’=(X2’-X1)/(L2-L1),后续分段根据此参数重新计算 3)第I段(I≠1) XI’=X I-1+(L I-L I-1)*(X-X I-1)/(L S-L I-1) x i’=(X I’-X I-1)/(L I-L I-1), 后续分段根据此参数重新计算 4.验算为保证正确性,最好按照计算结果划出线性分段图,将故障时的Xs通过坐标及计算,检验是否对应结果为Ls.

配电网故障定位的方法

配电网故障定位的方法快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。配电网故障定位快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。那么，如何对配电网进行快速，准确的故障定位呢？一、配电网故障处理特点配电网络馈线上一旦发生单相、相间、三相等短路时，设备上的F1U及时将故障信息卜传至主站系统。即变电站SCADAS系统，若变电站运行人员处理不了，再次将信息上传至上一级调度，经调度SCADAS系统分析进行定位、隔离、恢复。一般来说，配电网故障处理有以下几个特点：（1）配电网不仪有集中在变电站内的设备，而且还有分布于馈线沿线的设备，如柱上变压器、分段开关、联络开关等。信号的传输距离较远，采集相对比较困难，而且信号具有畸变的可能性，如继电器节点松动。开关检修过程中的试分/合操作及兀’U本身的误判断等都会干扰甚至淹没有用信号，导致采集到的信号产生畸变。（2）配电网设备的操作频度及故障频度较高，因此运行方式具有多变性，相应的网络拓扑也具有自身的多变性。（3）配电网的拓扑结构和开关设备性能的不同。对故障切除的方式也不同。如多分段干线式结构多采用不具有故障电流开段开关和联络线开关，故障由变电站的断路器统一切断，这种切除方式导致了停电范围的扩大。配电网故障定化是配电网故障隔离、故障恢复的前提，它对于提高配电网的运行效率、改善供电质量、减小停电范围有着重要作用。二、配电网故障定位的方法 1、短路故障定位技术方法配电网系统中短路故障是指由于某种原因，引起系统中电流急剧增大、电压大幅下降等不利运行工况，同时该故障发生后会进一步引发配电网系统中变配电电气设备损坏的相与相、相对地间的大电流短接故障。按照短路发生部位，可以分为三相短路、两相短路、两相对地短路、以及单相对地短路故障。由于配电网发生短路故障后，其电流、电压等特征故障参量较为明显，故障定位技术方法的实现相对较为简单，工程中最常用的是“过电流法”。

行波法在配电网故障测距中的应用

中国电力教育2010年管理论丛与技术研究专刊配电网与电力用户相联,所处的地理环境复杂,线路分支多,接地电阻和分布电容比较大,故障定位困难,一直被认为是个难点。近年来,行波法日趋成熟,其优越性越来越受到电力行业的重视。尤其是C型行波法,在故障后可以重复测距判断,很大程度上保证了测量精度,在配电网故障测距中有较大的优势。行波法是通过测量故障产生的行波在故障点及检测端 (母线之间往返一趟的时间或利用故障点行波到达线路两端的时间差来计算故障距离,一般分为A、B、C、E 4种。[1-3] 本文通过分析行波反射和折射原理,介绍了这几种行波测距方法的原理和特点。最后通过对10kV多分支配电线路单相接地故障进行仿真分析,验证了C型行波法在配电网故障测距中的可行性。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 ,发生反射和折射; 一部分行波U r(反射波沿Z 1 线路返回,另一部分行波U j(透射波沿Z 2 线路继续传播。O点的反射系数可以用反射电压(电流与入射电压(电流之比来表示,电压反射系数为: (1 反射系数大小相等,符号相反。

行波法在配电网故障测距中的应用徐汝俊* 严凤 (华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定 071003 摘要:行波法故障测距不受系统参数、运行方式、线路不对称性及互感器变化误差等因素的影响,构成简单、容易实现。该方法通过检测行波在故障点及检测端之间往返一次的时间或利用故障点行波到达线路两端的时间差来计算故障距离,具有测距速度快、精度高的优点。本文介绍了A、B、C、E这4种行波测距方法的原理及其各自的优缺点。通过对10kV多分支配电线路单相接地故障进行仿真,比较正常线路和故障线路波形,找到了第一个波形畸变点并以此来确定故障距离。结果表明测距精度满足实际要求,从而验证了C型行波法在配电网故障测距中的可行性。关键词:配电网;行波法;反射波;测距;仿真 *作者简介:徐汝俊,男,华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生。 (2 当线路出现开路点或行波运动到线路的开路终端时, 相当于z 2 →8,有反射系数K u=1,K i =-1。线路中短路点相当于z

浅谈电流行波测距的实践应用

浅谈电流行波测距的实践应用发表时间：2017-11-17T10:12:37.387Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：李青宁进荣 [导读] 摘要：针对广西玉林网区220kV输电网络中地形复杂、故障类型多样、测距精度不高、巡线困难、难以及时准确定位故障点的情况，通过对已投入运行一年多的SDL-7002电流行波测距装置获取的暂态录波故障数据进行分析，熟悉电流行波测距的原理及特点。（广西电网有限责任公司玉林供电局广西玉林 537000）摘要：针对广西玉林网区220kV输电网络中地形复杂、故障类型多样、测距精度不高、巡线困难、难以及时准确定位故障点的情况，通过对已投入运行一年多的SDL-7002电流行波测距装置获取的暂态录波故障数据进行分析，熟悉电流行波测距的原理及特点。装置现场实际运行结果表明，利用电流行波测距原理对故障线路的故障点进行定位的方式，测距精度高、故障点定位准确。关键词：电流行波；巡线；暂态 0引言输电线路的故障类型主要分为两类，即瞬时性故障和永久性故障[1]。瞬时性故障占绝大多数，通过重合闸可快速恢复供电，但故障点往往是薄弱点，须尽快找到并加以处理，以避免二次故障危及电力系统的安全稳定运行；对于永久性故障，则须尽快查明故障线路定位故障点并及时排除，故障排除时间的长短直接影响到供电系统的可靠性和系统的安全稳定运行，排除时间越长，停电损失越大，对整个电力系统安全稳定运行的冲击也越大。 1行波测距原理输电线路故障时故障点会产生向线路两端传播的行波，包括电压行波和电流行波。暂态行波所涵盖的频带很宽，从几百赫兹到几百千赫兹。为了在二次侧装置上很好的观察到线路上的暂态行波信号，要求电压和电流信号的变换回路要有足够快的响应速度。常规的电容式电压互感器截止频率较低，不能真实地传变高频行波信号；而现场电压暂态信号的获取可以通过将一个电感线圈串入CVT的接地导线中来抽取线路电压暂态信号，或者采用专门研制的行波传感器来耦合线路侧CVT接地导线上的电流暂态信号，从而间接的反映线路电压暂态信号[4-5]。分析表明，直接采集电流互感器二次侧的电流信号比通过各种耦合设备采集电压或者电流暂态信号更具有优越性。电力线路发生故障时，由于故障点电压的突变，在线路上将出现电弧暂态行波过程，故障暂态行波过程可以利用叠加原理来分析。根据叠加原理，在故障瞬间，相当于在故障点突然附加一个与故障前电压大小相等、方向相反的虚拟电源，如图2-1所示。故障暂态行波过程的波源就是此突然并与故障点的附加电压源。该附加电压源产生的初始行波浪涌将以接近光速的速度向两个方向传播，并在故障点和系统中，在其他波阻抗不连续的点之间来回反射和折射，直到进入稳态[6]。图2-1 初始行波产生示意图 2 测距系统的硬件实现要求输电线路行波故障测距法早期利用电子计数器或者阴极射线示波器来测量暂态行波的到达时刻和传播时间。随着现代微电子技术在行波测距系统中的应用，使得对电压和电流暂态信号的高速采集和大容量存储成为可能；GPS技术在电力系统中的应用为测距系统提供了可用的时钟源基础；现代通信技术的应用为现代行波测距系统提供了通信保障；DSP技术的应用则促进了各种实时高性能行波故障测距算法的发展。 3现场测距案例 2014年7月11日14时12分10秒，220kV雄陆线发生C相单相接地故障，装设在陆川站和雄鹰站的电流行波测距装置成功测得故障点距离陆川站17.482km（实际位于17.662km），距离雄鹰站10.638km（实际为10.458km），双端测距误差为0.18km；本文以雄陆线发生的故障数据为例，对SDL-7002采集到的电流行波数据进行故障点分析。双端测距中只需利用其两侧的首波头进行双端测距，无须对后续的反射波等干扰叠加后的波形进行分析。根据录波文件中的绝对时间，计算得到双端测距结果为距陆川站17.482km（实际17.662km），距雄鹰站10.638km（实际10.458km），双端测距误差为0.18km。综上所述，双端测距由于不考虑后续故障点的反射波、对端及相邻线路母线的反射波等因素的影响，只对故障点产生的首波头进行数据的分析和测距，因而测距分析相对简单。而对于单端测距来说，由于故障点位置、现场接线方式以及故障类型等的不同，单端波形差异性很大，无法保证现场测距的实用性和可靠性，在现场实际应用中单端测距方法往往作为双端测距的补充方法使用。 4结论基于电流行波测距原理的行波测距方法具有不需要额外附加耦合设备、不受互感器截至频率影响等特点，测距速度快，现场操作方便，易于实现。通过对现场装设的SDL-7002电流行波测距装置在实际运行中的录波数据的分析表明，电流行波测距可靠性高、故障点定位准确。在电流行波测距算法中，双端测距算法不受现场接线方式、不考虑后续反射波等的影响，测距准确，而单端测距方法容易受故障类型、现场接线方式等因素的影响，实际运行中单端测距常作为双端测距的补充加以使用。参考文献： [1]何骏.基于B/S模式的行波测距系统在地区电网中的应用[D]，山东大学硕士学位论文，2009. [2]吴刚，林湘宁.通用行波测距修正方法[J]，中国电机工程学报.2011，31（34）：142-149.术.2010，34（1）：203-207. [3]郑州，吕艳萍，王杰，吴凡.基于小波变换的双端行波测距新方法[J]，电网技术.2010，34（1）：203-207.

配电网故障定位方法研究分析

配电网故障定位方法研究分析发表时间：2018-03-08T11:20:48.843Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：刘柏罕1 曾凡有2 [导读] 摘要：随着城市的快速发展，配电网络覆盖面积日益扩大，配电网的结构也愈加复杂。（1国网南昌供电公司江西南昌 330000；2.江西省电力设计院江西南昌 330096）摘要：随着城市的快速发展，配电网络覆盖面积日益扩大，配电网的结构也愈加复杂。各电气设备以及配电网各个部分的联系越来越紧密，因此，配电网中的任何一个环节的故障都将导致连锁反应，甚至是造成大面积停电事故。本文深入探讨了配电网故障的定位方法以及故障快速恢复的策略，对提高配电网供电可靠性和电网检修工作有重大的指导意义。关键词：智能配电网；故障定位；故障恢复引言配电网分布广、结构复杂，在城区电网架空线路多与电缆线路混合分布。对于保护不完善的线路，一旦线路某区段发生接地故障，则需要通过多次开关的操作才能将故障隔离开。故障处理时间长，易造成较大面积的停电，故亟需进一步提高故障定位和处理水平。本文就配电网故障定位方法进行深入综述，以帮助检修人员快速找到故障点，对故障进行隔离和处理，这对加快恢复供电速度具有重要意义。 1配电网故障定位的方法 1.1中电阻法由理论可知故障电流仅仅在故障线路故障相和系统母线之间流通。因此可以在故障系统中性点加入一定值的电阻。首先检测流过该电阻的故障电流，通过计算便可以实现故障点的定位。该方法的缺点是要专门设计中性点电阻，其设计比较麻烦，增加故障定位成本。在中性点人为增加的电阻，增大了系统的故障电流，需进一步考虑解决系统绝缘的难题，且增大的故障电流亦将会对通讯系统造成较大干扰。 1.2基于FTU的故障定位方法利用馈线终端单元FTU上传的参数，经过运算实现故障定位的方法称为基于FTU的故障定位方法。FTU安装在柱上开关设备处，各FTU分别采集相应柱上开关设备的运行情况，并将采集的信息通过通讯网发送到远方的配电自动化控制中心。在故障发生时，各FTU记录下故障前及故障时的重要信息，上传到控制中心，经计算机系统分析后确定故障区段和最优恢复供电方案，最终以遥控方式隔离故障区段，恢复健全区段供电。对于辐射状网、树状网和处于开环运行的环网，判断故障区段只需根据馈线沿线各开关是否流过故障电流就可以了。 1.3综合测距方法 1.3.1行波和交流综合定位法该定位方法迅速，不用巡线查找故障点，并且具有可以进行多次定位的优势来确定故障的电气距离，并确定故障点所在区段，然后利用交流法实现精确定位，确定故障点，其原理如图1所示。图1行波法和交流综合定位法流程图 1.3.2交—直流综合定位法该方法克服了直流法难检测、交流法有效范围小的缺点，充分利用直流法和交流法的优点，实现准确快速定位。定位过程是先用直流法确定故障线路，接着继续用直流法缩小故障区域，最后由交流法实现细定位，其原理如图2所示。 1.4和声算法故障定位一般来说，配电网故障主要采用二进制编码，其中0代表无故障，1则代表有故障，-1则代表负方向过电流。此方法的运行原理为：根据分区域处理法来对配电网进行划分，其中包括：无源树枝、有源树枝两大类，上传故障电流的相关信号，排除无源树枝，并明确维数，这样各个变量值都能以0或1的形式表示出来，对应呈现出线路的工作状态，再对数据库进行更新，判断目标函数。由于配电网通常开环运转，各个联络开关均能充当独立闭合环，和各个开关开合状态之间交换，这其中网络依然处于辐射状态。单联络环配电网的基础上，可以优化配电网达到控制解码维度的目的。各个单联络环都要编码处理，闭合各个开关，让出度和入度之合小于2的节点连接支路，合成一个支路组，能够达到相同的解环效果。图2交—直流综合定位流程图 2配电网故障快速恢复策略 2.1基于单联络环网络连通恢复配电网故障时，分段开关将自动将故障分隔开来，据此应该闭合一切单联络环所对应的联络开关，以此来重新让网络连通起来。因为

输电线路行波故障测距技术的发展与应用

输电线路行波故障测距技术的发展与应用发表时间：2018-03-13T16:20:56.700Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：常文杰 [导读] 摘要：伴随我国现代化建设的初步完成与城市化水平的不断提升，对于电力的需求也在不断的增长，然而较早的供配电系统常因安全性、供电质量等出现各种不间断的故障，怎样才能利用一些新技术（国网新疆电力有限公司检修公司新疆乌鲁木齐 830001）摘要：伴随我国现代化建设的初步完成与城市化水平的不断提升，对于电力的需求也在不断的增长，然而较早的供配电系统常因安全性、供电质量等出现各种不间断的故障，怎样才能利用一些新技术，更快速、更准确的将这些故障及时诊断出来，并为维护与检修提供充足的时间，并使电力恢复更为及时，是当下应该考虑的重要问题；另一方面，我国在火力发电、水力发电以及新的生物能源发电方面，有了长足的累积，尤其是随着三峡工程、南水北调工程等这些重大项目的完成，更是为发电企业提供了一股新的动力；加之配套性的电网改造也成功的实现了电网的升级与优化，向智能化、自动化、一体化方面又迈进了重要的一步。关键词：故障测距；行波；行波故障测距装置引言随着我国电力行业的不断发展，为保证电力系统安全可靠性，我们国家对电力系统提出了更高的标准要求。为保证可靠供电，降低停电损失，在输电线路发生故障时，要求对电力系统输电线路故障进行快速准确的定位。早期的故障测距方法可以分为阻抗法、故障分析法、行波法等3种。其中，阻抗法和故障分析法受故障点过渡电阻等因素影响，有比较大的测距误差，不但达不到运行要求，而且适用性不高。而行波法测距主要是通过采集故障电压或电流的波形，标定行波到达时刻来进行测距。运用行波法的原理进行测距，其精度比较高，也有广泛的适用性，故而大量应用在电力系统中进行测距。本文通过对国内外行波测距关键技术、改进算法、实际装置的调研，对行波测距关键技术的发展、算法的改进和实际中应用的装置进行了总结，对行波测距技术的未来发展提出了展望。 1行波测距技术原理、特征（1）行波的发现有赖于研究者对输电线路故障点在附加电源作用的影响分析，行波主要是指输电线路在此情况下，线路上出现与光速传播较接近的电压、电流行波；从原理的角度来看，行波理论主要是以行波为载体，分析故障点、测量点之间传播的时间差，利用它计算或测量出故障距离，对其加以定位。（2）行波测距方法表现为4大类型，分别为单端测距、雷达测距、脉冲信号测距、双端测距。（3）与基于工频量的故障测距技术比较，行波测距技术与行波测距特征表明了自身的最大优势，目前来看，集中表现在不受故障点过渡电阻、线路结构等因素的阻碍，另外，如同概述所言，它在测量方面测距精度非常高，适用范围也相当广泛；而且由于在行波理论流行的现在，小波变换理论、数学形态理论也在不断发展，对于各种交叉性质的理论研究，在未来的突破可能性极大，所以行波测距技术的可发展空间还非常广阔，也表明了它的研究需要不断加强，从而向着完善化的方向不断推进。 2行波测距的关键技术 2.1行波信号的提取暂态行波所覆盖的频带很宽，信号的提取可由电压或电流互感器完成。高压输电线路普遍采用的电容分压式电压互感器CVT （capacitivevoltagetransformer），截止频率低，传变高频电压信号会带来衰减和相移，因此很少使用。常规的电流互感器可以传变100kHz以上的电流暂态分量，能够满足行波测距的要求，在实际应用中常用电流互感器提取行波信号。同时，对于新建变电站使用的电子式电流互感器ECT（electroniccurrenttransformer），文献提出了相应的行波信号提取方法。 2.2行波信号的采集与时间同步行波传播波速接近光速，1μs的采样误差将带来约±150m的测距误差。因此对行波信号的采样频率要求在1MHz及以上，使用双端原理时，线路两侧必须配置高精度和高稳定度的实时时钟。随着微电子技术的高速发展，实现高速数据采集和处理己非难事，现有的A/D转换芯片转换频率完全可以满足，并且GPS接收模块的电力系统同步时钟装置可以实现1μs时间同步以满足测距要求，为实现准确的TWFL奠定了所需的硬件基础。在实际应用中，由于GPS接收模块存在输出信号不稳定、卫星失锁、时钟跳变、信号干扰等原因导致的同步时钟信号失步的问题，因此必须附加高稳定度守时钟，并且需要消除偏差超过某一限定范围的时间同步信号，从而提高双端原理的测距精度。 2.3行波信号达到时间的标定行波信号到达时间的标定和波速的确定是行波法最关键的技术，时间与波速相互对应，必须同时讨论才有意义。判定检测到的行波波头频率，然后根据线路参数的频率特性计算出行波在该频率下的传播速度，以此用于测距是最为准确的。求取暂态行波信号的一阶或二阶导数，并与设定的门槛值进行比较来判断行波信号是否到达，此方法对噪声比较敏感，当故障距离较短，行波中高频分量明显时，其效果较好。相关法和匹配滤波器法是以首次到达母线的行波信号为参考，利用从故障点反射回母线的行波信号与参考信号的反极性相似性，根据互相关函数的最大值判定反射波达到时间，进而求出故障位置的方法，但其测距结果受母线端所连接的输电线数目等因素影响，行波在传播过程中的波形畸变会降低算法的可靠性。中的主频率法是一种频域分析方法，该方法从较长的时间段来考察行波频率范围，由行波中频谱最强的分量决定行波到达时间，然后求解故障距离，其缺点是所求行波主频往往较低，定位精度会受到影响。小波分析方法利用小波变换在时频域内都具有局部化特性，对信号进行局部化分析，可有效提取故障行波特征，得到信号中的奇异点，小波分量的模极大值出现时间即为电流行波脉冲的到达时刻，并且通过得到信号被分析频带的中心频率和模极大值对应时间能同时解决行波到达时间和传播速度的选取问题，在实际设备中也有广泛的应用。 3行波故障测距系统应用实例当系统中任一被监视信号超过预设值，高速采集单元启动，发出触发信号，标定当前时间，激活CPU中的采集控制定时电路，经过大约几毫秒时间，高速采集单元终止工作从而向CPU发外部中断信号。CPU在中断服务程序中获取到这次触发的时间信息后释放高精度时钟，并处理触发的暂态数据，判断是否为有效触发。如果有效，设置启动标志。在主循环程序中，系统进入故障处理程序的前提是CPU能够获取到启动标志，数据存储过程也是在处理程序中进行，从而形成启动报告，通过串口发出上报信号。

新型继电保护与故障测距原理与技术

新型继电保护与故障测距原理与技术摘要：近年来，我国电力行业取得了较快的发展，但电力故障也时有发生，对电力系统正常的运行带来较大影响。目前，运用继电保护技术来对电力系统故障和运行异常进行诊断，或采取相应保护措施来保护电力系统是比较好的办法，确保电力系统运行的安全性和可靠性。文章从继电保护系统的原理、作用和特点入手，对继电保护系统运行中的常见故障进行了分析，并进一步对继电保护系统运行中常见故障的处理办法进行了具体的阐述。关键词：继电保护；故障测距原理；技术电力生产发展的需要和新技术的陆续出现是电力系统继电保护原理和技术发展的源泉。继电保护工作者总是在不断地根据需要和可能,对已有的继电保护装置进行改进和完善,同时努力探求实现继电保护的新原理,开发新型的继电保护装置。计算机的应用为此创造了前所未有的良机[1]。 1.继电保护系统的原理、作用和特点高压电力系统继电保护技术的原理是电气测量器件对被保护对象实时检测其有关电气量(电流、电压、功率、频率等)的大小、性质、输出的逻辑状态、顺序或它们的组合，还有检测其他的物理量(如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高等)作为继电保护装置的输入信号，通过逻辑运算与给定的整定值进行比较，然后给出一组逻辑信号来判断相应的保护是否应该启动，并将有关命令传给执行机构，由执行机构完成保护的工作任务(跳闸或发出报警信号等)。高压电力系统继电保护技术的作用是专业对电力系统的正常运行工况进行监测显示，对异常工况进行及时的故障报警、故障诊断或快速切断异常线路(或设备等)的电力，进而为用户的正常生产、生活用电提供保证。高压电力系统继电保护技术的特点是：①可靠性：继电保护装置有非常好的可靠性，不误动不拒动等；②选择性：正确选择故障部位，保护动作执行时仅将故障部位从电力系统中切除，保证无故障部分继续正常安全运行；③速动性：快速反应及时切除故障[2]。 2.继电保护故障测距原理及技术直流输电线路发生故障后，精确定位故障点，对于及时排除故障以及防止故障的再次发生具有重要意义。目前，直流输电系统中普遍采用行波测距原理进行故障定位。根据所采的用电气量来源不同，行波测距包括单端行波测距和双端行波测距两种类型。单端行波测距检测整流站/逆变站的故障行波第一波头和第二波头的到达时刻，计算两次波头到达的时间差并与行波波速相乘得到测距结果；双端行波测距检测整流站和逆变站的故障行波第一波头到达时刻，计算两端换流站故障行波到达时间差并与行波波速相乘得到测距结果。从行波测距的原理来看，影响测距精度的直接因素包括行波波头检测和行波波速选择两个方面。 2.1行波波头检测行波波头检测的一种思路是设定动作门槛，当测距装置采样数据大于该动作门槛时认为故障行波到达。为了避开脉冲噪声等因素的影响，动作门槛值一般要求较高。实际的故障行波到达时刻为行波由零开始增大的时刻，测距装置的动作门槛越高，检测到的行波到达时刻与实际行波到达时刻之间的误差也越大。因此，这一方法不可避免地存在可靠性与精确度的矛盾问题。行波波头检测的另外一种思路是采用基于小波理论的波头检测方法。小波变换的奇异性理论指出，当信号在奇异点处的奇异性指数为正时，小波系数的模极大值随变换尺度的增大逐渐增大；当信号在奇异点处的Lipschitz指数为负时，小波系数的模极大值随变换尺度的增大很快衰减；当信号在奇异点处的Lipschitz为0时，小波系数的模极大值不随变换尺度的改变而改变。通过综合分析不同变换尺度下的小波系数模极大值的变化情况，可准确区分噪声与故障行波波头，避免了设立动作门槛,可较大地提高行波波头检测的准确度。然而，采用小波方法进行行波波头检测时，如何从众多类型的小波基中选取一种合适的小波基一直缺乏清晰明确的理结论，只能够在大量仿真的基础上结合工程经验选取，这无疑增加了行波波头检测精度的不确定性[3]。此外，行波波头的检测方法还有互相关函数法、数学形态学法等。互相关函数法需要构

配电网故障定位方法及系统与制作流程

本技术公开了一种配电网故障定位方法，该方法包括：对包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块的深度神经网络模型框架进行机器学习训练，从而得到最优深度神经网络模型；各监测终端对配电网进工况录波得到录波数据，并对录波数据进行截取获得故障波形区域；利用最优深度神经网络模型中的多层网络模块对故障波形区域进特征提取；各监测终端将特征数据上传至系统主站，并有系统主站进行特征数据归集，并根据配电网拓扑结构将位于同一传输线路上的监测终端的特征数据组合成特征数据序列；将特征数据序列输入双向长短时记忆网络模块从而获得各监测终端与故障点之间的相对位置。权利要求书 1.一种配电网故障定位方法，其特征在于，该方法包括：对包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块的深度神经网络模型框架进行机器学习训练，从而得到最优深度神经网络模型；各监测终端对配电网进行工况录波得到录波数据，并对录波数据进行截取获得故障波形区域；

利用最优深度神经网络模型中的多层网络模块对故障波形区域进行特征提取得到特征数据；各监测终端将特征数据上传至系统主站，并由系统主站进行特征数据归集，根据配电网拓扑结构将位于同一传输线路上的监测终端的特征数据按线路位置组合成特征数据序列；将特征数据序列输入双向长短时记忆网络模块从而获得各监测终端与故障点之间的相对位置。 2.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述多层网络模块内置于监测终端内部，由监测终端完成对工况录波的特征提取。 3.根据权利要求2所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述多层网络模块包含输入卷积层、卷积块、平均池化层及全连接层。 4.根据权利要求3所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述卷积块的结构为双层卷积层叠加结构，或者为多通道的且每一通道由双层卷积层叠加的结构构成，或者为多通道的且每一通道包含1至3层卷积层的结构构成。 5.根据权利要求4所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述卷积层区域中的卷积块之间设置有残量连接，所述残量连接是指将一个卷积块的输入和输出取和，并将取和结果作为输入传递至下一卷积块。 6.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述双向长短时记忆网络模块中的每一长短时记忆单元均对应于一个监测终端，且长短时记忆单元的排列顺序对应于特征数据序列中特征数据的排列方式。 7.一种用于配电网故障定位的系统，该系统使用权利要求1-6之一所述的配电网故障定位方法进行故障定位，该系统包括系统主站以及布置于配电网拓扑中不同位置的多个监测终端；其特征在于，该系统使用端对端的深度神经网络对配电网的故障进行定位判定；所述深度神经网络中包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块，其中多层网络模块布置于监测终端内部，双向长短时记忆网络模块布置于系统主站内部。

行波测距法

行波法故障测距行波法的研究始于本世纪四十年代初，它是根据行波传输理论实现输电线路故障测距的。现在行波法已经成为研究热点。行波法的研究始于二十世纪四十年代初，它是根据行波传输理论实现输电线路故障测距的。现在行波法已经成为研究热点。简介 (1)早期行波法按照故障测距原理可分为A,B,C 三类: ① A 型故障测距装置是利用故障点产生的行波到达母线端后反射到故障点,再由故障点反射后到达母线端的时间差和行波波速来确定故障点距离的。但此种方法没有解决对故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波加以区分的问题,所以实现起来比较困难。 ② B 型故障测距装置是利用记录故障点产生的行波到达线路两端的时间,然后借助于通讯联系实现测距的。由于这种测距装置是利用故障产生后到达母线端的第一次行波的信息,因此不存在区分故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波的问题。但是它要求在线路两端有通讯联系,而且两边时标要一致。这就要求利用GPS 技术加以实现。 ③ C 型故障测距装置是在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一次的时间进行测距。这种测距装置原理简单,精度也高,但要附加高频脉冲信号发生器等部件,比较昂贵复杂。另外,测距时故障点反射脉冲往往很难与干扰相区别,并且要求输电线路三相均有高频信号处理和载波通道设备。比较三种测距原理的比较:A 型和 C 型测距原理属于单端测距,不需要线路两端通信,因都需要根据装置安装处到故障点的往返时间来定位,故又称回波定位法;而 B 型测距原理属于双端通讯, 需要双端信息量。A 型测距原理和 B 型测距原理适用于瞬时性和持久性故障,而C 型测距原理只适用于持久性故障。 (2)现代行波法从某种意义上讲,现代行波法是早期A 型行波法的发展。60年代中期以来,人们对1926年提出的输电线路行波传输理论行了大量的深入的研究,在相模变换、参数频变和暂态数值计算等方面作了大量的工作,进一步加深了对行波法测距及诸多相关因素的认识。 1)行波相关法行波相关法所依据的原理是向故障点运动的正向电压行波与由故障点返回的反向电压行波之间的波形相似,极性相反,时间延迟△ t 对应行波在母线与故障点往返一次所需要的时间。对二者进行相关分析,把正向行波倒极性并延迟△ t 时间后,相关函数出现极大值。这种方法也存在对故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波加以区分的问题。由于在一些故障情况下存在对侧端过来的透射波,它们会与故障点发生的反射波发生重叠,从而给相关法测距带来很大困难。 2)高频行波法高频行波法与其他行波法不同的是,它提取电压或电流的高频行波分量,然后进行数字信号处理,再依据 A 型行波法进行故障测距。这种方法根据高频下母线端的反射特性,成功的区分了故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波。 (3)利用行波法测距需要解决的问题行波法测距的可靠性和精度在理论上不受线路类型、故障电阻及两侧系统的影响,但在实际中则受到许多工程因素的制约。 1)行波信号的获取数字仿真表明:故障时线路上的一次电压与电流的行波现象很明显,包含丰富的故障信息,但需要通过互感器进行测量。关键是如何用一种经济、简单的方式从互感器二次侧测量到行波信号。一般来说,电压和电流的互感器的截止频率要不低于10khz,才能保证信号不过分失真。用于高压输电线路的电容式电压互感器(CVT)显然不能满足要求。利用故障产生的行波的测距装置,最好能做到与其他的线路保护(如距离保护)共用测量互感

智能配电网故障定位研究

智能配电网故障定位研究摘要：我国电力行业快速发展,智能配电网因其具有互动性、可靠性以及优质性等多种优势,成为现代电网发展的主要方向，需要与时俱进研究有效的智能配电网故障定位与故障恢复方法。我国配电网主要采用的是小电流接地系统，本文针对其发生率最高的单相接地故障进行研究，提出故障检测定位方法。关键词：智能配电网；故障定位；遗传算法前言如今，世界各国都在大力发展高效、环保的能源，分布式能源因此被大量接入到配电网中。另外，随着科技进步，用户的互动、需求侧管理等技术得到传播推广。智能配电网是智能电网重要部分，直接关系着智能电网的发展，在分布式能源大量接入和用户互动、需求侧管理技术的冲击下，对配电网结构、技术的更新发展提出新的要求，更是影响着整个智能电网的技术发展。为了应对时代的挑战，推动我国电力技术革命性地发展以及实现绿色能源经济的建设，必须深入研究发展智能配电网技术。近年来，我国电力用户平均停电时间与发达国家相比仍有较大差距，例如在2014年我国高达350分钟，而发达国家不到100分钟，而发生电力用户停电的主要原因是配电线路故障。由于配电网多存在与人口密集区域的原因，配电线路故障是严重的安全隐患，甚至导致死亡。为了保证社会生产和居民人身财产安全、避免损失，必须及时发现及处理配电线路故障。因此，思考研究配电网

故障实现快速定位的技术，具有深远的、重要的意义。随着科学技术的不断发展，智能电网中运用人工智能算法进行配电网故障定位，极大提高了定位效率。目前，应用较多有遗传算法、模糊理论、神经网络等等，每种算法都具有各自的优缺点。本文结合现有的智能算法经验，提出基于改进遗传算法的智能配电网故障定位算法，并通过仿真对其进行验证。一、遗传算法概述遗传算法是一种模拟生物进化过程搜索最优解的全局优化概率搜索计算模型，从代表问题参数的染色体开始，根据问题域中个体适应度来选择，最后借助遗传算子来组合交叉及变异，最终生成代表问题最优解的优化后染色体。遗传算法广泛应用在机器学习、模式识别等领域用。遗传算法具体的运算步骤如图1所示。图1 遗传算法运算步骤随着广泛应用中暴露的一些问题，以及对遗传算法研究的发展，

电力系统故障测距

1、前言高压输电线路的故障极大威胁了电力系统的安全、可靠运行。高压输电网发生故障后,需要及时巡线以查找故障点,以便及时消除缺陷恢复供电。故障点的准确定位,可以使巡线人员直接找到故障点并处理,从而大大减轻巡线负担,这就可以加速线路故障的排除,做到尽量快速供电,将损失减小到最小。 2、输电线路的故障分类 2.1瞬时故障这种故障能成功重合闸,不会造成绝缘的致命损害。鸟类以及其它物体的短时的导体之间或导体对地接触也会引起这类故障。 2.2永久故障它是指导体之间以及包括一个或多个导体对地的短路故障,此类故障发生时,不可能重合闸,多由机械外力造成。 2.3绝缘击穿由于冰雪、老化、污秽以及瞬时过电压闪络破坏等原因,使得线路某一点绝缘降低,在正常运行电压下绝缘击穿而造成短路,重合闸不成功。此类故障在低电压时不出现故障状态。在故障切除后, 它们大多没有肉眼能看见的明显的破坏痕迹。 3、故障测距方法的分类现有的故障测距方法按原理来分,基本上可以分为三大类:阻抗法,行波法,故障分析法。 3.1阻抗法阻抗法是根据故障时测量到的电压、电流量而计算出故障回路的阻抗,其前提是忽略线路的分布电容和漏电导。由于线路长度和阻抗成正比,因此便可以求出由测距点到故障点的距离。阻抗法的优点是比较简单可靠。但大多数阻抗法存在着精度问题。它们的误差主要来源于算法本身的假设,测距精度深受故障点的过渡电阻的影响,只有当故障点的过渡电阻为零时,故障点的距离才能够比较准确的计算出来。而且由于实际系统中线路不完全对称以及测量端对侧系统阻抗值的不可知等因素的影响,测距误差往往远大于某些故障测距产品在理想条件下给出的误差标准。为此,中外学者做了许多研究工作,在提高阻抗法的精度方面进行了不懈的努力,先后提出了解微分方程法和一些基于工频基波量的的测距算法, 如零序电流相位修正法、零序电流迭代法和解二次方程法等等。但迭代法有时候可能会出现收敛于伪根或难于收敛、甚至于不收敛的情况; 解二次方程法则可能会出现伪根,所以阻抗法的主要问题仍然是测距精度。 3.2行波法行波法的研究始于本世纪四十年代初,它是根据行波传输理论实现输电线路故障测距的。现在行波法已经成为研究热点。

线路故障测距方法

输电线路故障测距的主要方法分为三类：阻抗法、行波法和故障录波分析法。阻抗法阻抗法建立在工频电气量的基础上，通过建立电压平衡方程，利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗，由此可以推出故障的大致位置。根据所使用电气量的不同，阻抗法分为单端法和双端法两种。对于单端法，简单来说可以归结为迭代法和解二次方程法。迭代法可能出现伪根，也有可能不收敛。解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法优越，但仍然有伪根问题。此外，在实际应用中单端阻抗法的精度不高，特别容易受到故障点过渡电阻、对侧系统阻抗、负荷电流的影响。同时由于在计算过程中，算法往往是建立在一个或者几个假设的基础之上，而这些假设常常与实际情况不一致，所以单端阻抗法存在无法消除的原理性误差。但单端法也有其显著优点：原理简单、易于实用、设备投入低、不需要额外的通讯设备。双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距，以从原理上消除过渡电阻的影响。通常双端法可以利用线路两端电流或两端电流、一端电压进行测距，也可以利用两端电压和电流进行故障测距。理论上双端法不受故障类型和故障点过渡电阻的影响，有其优越性。特别是近年来GPS设备和光纤设备的使用，为双端阻抗法的发展提供了技术上的保障。双端法的缺点在于：计算量大、设备投资大、需要额外的同步和通讯设备。行波法行波法利用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。故障录波分析法故障录波分析法利用故障时记录得到的各种电气量，事后由技术人员进行综合分析，得到故障位置。随着计算机技术和人工智能技术的发展，故障录波分析法可以通过自动化设备快速完成。但该方法会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的下降。