基于行波法的交直流配电线路故障定位方法综述 孙永健
一种配电网故障行波定位系统[实用新型专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202022338473.6(22)申请日 2020.10.20(73)专利权人 武汉联翰电力科技有限公司地址 430014 湖北省武汉市江岸区解放南路168号融科.天城一期6栋9层4室(72)发明人 王述义 王亚丽 王述洋 (51)Int.Cl.G01R 31/08(2006.01)G01K 13/00(2021.01)(54)实用新型名称一种配电网故障行波定位系统(57)摘要本申请涉及一种配电网故障行波定位系统，其包括故障行波采集终端，故障行波采集终端包括温度采集模块，高温判断模块、降温模块、低温判断模块以及升温模块；温度采集模块用于检测故障行波采集终端周围的温度并输出相应的温度检测信号；高温判断模块将温度检测信号与预设的高温阈值进行对比并输出高温判断信号；降温模块用于响应高温判断信号并进行降温；低温判断模块将温度检测信号与预设的低温阈值进行对比并输出低温判断信号；升温模块用于响应低温判断信号并进行升温。
本申请具有便于减小高温或低温对故障行波采集终端的影响，本申请提供一种配电网故障行波定位系统。
权利要求书2页 说明书5页 附图5页CN 213275824 U 2021.05.25C N 213275824U1.一种配电网故障行波定位系统，包括故障行波采集终端，其特征在于：所述故障行波采集终端包括温度采集模块(101)，高温判断模块(102)、降温模块(103)、低温判断模块(104)以及升温模块(105)；所述温度采集模块(101)，用于检测故障行波采集终端周围的温度，并输出相应的温度检测信号；所述高温判断模块(102)，其输入端连接温度采集模块(101)的输出端，将温度检测信号与预设的高温阈值进行对比并输出高温判断信号；所述降温模块(103)，其输入端连接高温判断模块(102)，用于响应高温判断信号并进行降温；所述低温判断模块(104)，其输入端同样连接温度采集模块(101)的输出端，将温度检测信号与预设的低温阈值进行对比并输出低温判断信号；所述升温模块(105)，其输入端连接低温判断模块(104)，用于响应低温判断信号并进行升温。
基于行波传感器的输电线路故障定位方法研究
第22卷第6期中国电机工程学报Vol.22 No.6 Jun.2001 2002年6月 Proceedings of the CSEE © 2002 Chin. Soc. for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013（2002）06-0042-05基于行波传感器的输电线路故障定位方法研究曾祥君1, 尹项根2, 林福昌2, 李晓华2, 陈德树2(1．长沙电力学院电力系，湖南长沙410077；2. 华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉430074) STUDY ON FAULT LOCATION FOR TRANSMISSION LINES BASEDON THE SENSOR OF TRAVELING-WAVEZENG Xiang-jun1, YIN Xiang-gen2, LIN Fu-chang2, LI Xiao-hua2, CHEN De-shu2(1. Department of Electric Power, Changsha University of Electric Power, Changsha 410077, China ;2. College of Electrical & Electronic Engineering, Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074, China)ABSTRACT: The voltage traveling-wave in transmission line is difficult to be accurately detected in the secondary of capacitive voltage transformer (CVT) which has bad character to transform high frequency signals. A new sensor to detect the voltage traveling-wave is designed in this paper. It can measure the current traveling-wave from CVT to ground. The incipient times of traveling-wave appearing in every station are measured and a new fault location system for the whole grid is implemented. Simulations and prototype testing show that this fault location method has high precision and can be implemented easily and cheaply.KEY WORDS: fault location; traveling-wave sensor; capa- citive voltage transformer (CVT)摘要：电容式电压互感器高频响应特性差，满足不了对电压行波测量的要求。
基于行波互相关法的电力电缆故障定位技术及应用
基于行波互相关法的电力电缆故障定位技术及应用文章标题：探究基于行波互相关法的电力电缆故障定位技术及应用在电力系统中，电缆故障一直是一个比较棘手的问题。
在电缆发生故障时，及时准确地定位并修复故障点对于保障电网的稳定运行和可靠供电至关重要。
基于行波互相关法的电力电缆故障定位技术，以其高效、精确和实用的特点，成为了电力行业关注的热点之一。
本文将针对这一主题展开全面评估，并深入探讨该技术的原理、方法和应用，旨在为读者全面、深入地解读这一电力领域的重要技术。
1. 行波互相关法的原理及方法行波互相关法是一种基于传输线理论和信号处理方法的电力电缆故障定位技术。
它利用电缆中的行波信号，在故障发生时发生变形，并在缺陷处产生反射和透射，通过对反射和透射信号进行互相关分析，可以准确地定位故障点。
这种方法不仅可以应用于单相电缆，还可以适用于三相电缆系统，具有很高的适用性和可靠性。
2. 应用场景及优势基于行波互相关法的电缆故障定位技术在电力系统中有着广泛的应用场景。
不仅可以用于城市供电网，还可以应用于工矿企业、新能源发电厂等场所。
其优势主要体现在定位精度高、响应速度快、无需对电缆进行特殊改造等方面。
通过该技术，可以及时准确地定位电缆故障点，提高电网的可靠性和稳定性。
3. 个人观点和理解在我看来，基于行波互相关法的电力电缆故障定位技术是一项非常实用和可靠的技术。
它以高精度和快速响应著称，可以帮助电力工程师们及时解决电缆故障，保障电网的正常运行。
随着电力系统的不断发展和升级，我相信这项技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
通过本文的介绍和分析，相信读者已经对基于行波互相关法的电力电缆故障定位技术有了更深入的了解。
希望本文可以帮助读者在电力领域的学习和工作中更好地利用这一技术，提高电力系统的可靠性和安全性。
基于行波互相关法的电力电缆故障定位技术是一种非常先进的方法，在电力系统中有着广泛的应用前景。
它的原理和方法非常有趣，通过利用电缆中的行波信号进行互相关分析，可以准确地定位故障点。
行波技术在配电线路接地故障检测中的应用
行波技术在配电线路接地故障检测中的应用党锴钊【摘要】针对配电网故障选线可靠性和故障测距准确性,直接影响配电网运行的安全性问题,结合行波接地故障选线及测距原理,研究了基于行波法的配电线路故障选线及测距技术.将该技术应用到某油田变电站中.测试结果表明:该故障选线定位测距方法能够准确求出配电网接地故障段的故障参数,并能对故障进行精确定位测距,提高了配电网故障选线排除效率和测距定位的精确性.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2014(036)001【总页数】4页(P47-50)【关键词】行波;配电线路;接地选线;故障测距【作者】党锴钊【作者单位】河南石油勘探局水电厂,河南南阳,473132【正文语种】中文【中图分类】TM7431 引言在架空线路短路事故中，单相接地事故占65%，两相接地事故占20%，两相短路接地事故占10%，三相短路事故占5%。
其中，两相短路接地事故大都是由单相接地事故发展而来。
配电线路（小电流接地系统）发生单相接地时，由于单相短路电流很小，系统线电压三角形不变，对电气设备不构成危害，因此规程规定：线路发生单相接地后，可以继续运行2h。
但单相接地故障如不能及时消除，将会引起故障相电压降低，非故障相电压升高，长时间运行易使故障扩大形成两点或多点接地短路。
另外，弧光接地还会引起系统过电压，进而发生绝缘击穿损坏设备，导致事故进一步扩大［1］。
因此，当配电线路发生单相接地时，快速选出接地线路准确定位故障点，并采取相应技术措施及时消除故障，对配电网的安全可靠运行尤为重要。
2 行波接地故障选线原理有N回出线的配电网络，假定分支线路均为单线线路。
当第N回出线发生接地时，在故障附加电源作用下产生暂态行波，行波由接地点开始向线路两侧传播。
其中，到达母线的行波，在母线处发生折反射，接地线路的反射波和入射波在该分支线路上叠加，形成接地线路的初始行波；来自于接地点的初始行波经折射进入非接地线路，形成非接地线路的初始行波。
基于行波理论的输电线路故障诊断方法研究
基于行波理论的输电线路故障诊断方法研究摘要：输电线路是电力系统的重要组成部分，传输距离长、距离长、气候和环境沿路径变化，从而增加了故障的可能性，故障处理速度决定了经济损失的程度，故障定位的准确性有助于线路故障的修复输电线路目前采用的故障定位方法主要是阻抗法和波法。
阻抗法的原理是根据故障时测量的电压和电流来计算故障电路的阻抗，因为电路长度与阻抗成正比，因此可以确定故障点的位置，但是阻抗法受到过度阻抗、电路分布能力等可变因素的影响从而测量精度不高。
输电线路的实际应用更是行波法，利用故障点产生的临时行波分析获得故障信息，原则上测量精度与线路长度、结构和强度过大无关。
关键词：基于行波理论；输电线路；故障诊断引言电力系统的大部分故障发生在输电线路中，输电线路保护对电力系统安全至关重要。
常用的输电线路故障检测算法是通过计算电流和电压波形的基频来确定故障阻抗，虽然具有计算简单、可靠性高的特点，但耗时较长。
发生故障的输电线路由工作人员进行维修，精确的故障定位可最大限度地缩短维修时间，并有助于提高供电系统的可靠性。
1行波理论如果输电线路发生故障，电压和电流会在故障点立即变化，形成以接近光速向输电线路两侧传播的临时电压和电流分量。
在下面的示例中，从一条导线建立了等效电路的数学模型，电压源连接到输电线路，从线路的微码角度分析电路，立即加载电压源附近线路的分级电容，并通过分散电感加载相邻的分布式电容远离线路的电容器必须等待一段时间，然后再充电到额定负载下，再卸载到距离较远的电容器。
电容器依次充电，电场沿线路逐渐建立，电压形成，即存在波在线路负荷和放电过程中，电流通过电感时，导线周围会产生磁场，从而使电流波沿导线以相同的速度传播。
将具有dx微分割长度的导线段插入导线中，并且所有均匀传输的导线均可视为由无限数量的微段连接组成，如图1所示(对于等效的回路模板)。
2高压输电线路行波法故障定位行波法的原理是在故障电流或电压行波传播时，分析行波时间和传输距离的关系，实现故障距离的测定。
基于行波法的交直流配电线路故障定位方法综述
基于行波法的交直流配电线路故障定位方法综述摘要：随着电力电子技术的不断发展，分布式电源大量接入，直流配电线路相较于交流配电线路效率高，交直流配电网的发展得到了重视。
交直流配电网发生线路故障时，可靠、精确的故障测距方法对于保障配电系统的稳定运行具有重要意义。
关键词：直流配电网直流线路故障定位故障初始行波0 引言随着科学技术的不断进步，电力电子技术的不断发展，以太阳能、风能为主的新能源的普及利用，直流负荷的涌现，直流配电线路给直流负荷供电时比交流配电线路效率高，直流配电网已成为国内外研究发展的热点课题。
直流配电网较交流配电网相比有以下优点：（1）供电容量大、线路损耗小；（2）供电效率高、供电稳定性好、电能质量好；（3）便于直流电源及直流负载的接入。
环状直流配电网供电可靠性更高，发展前景广阔[1]。
行波法故障定位受故障距离、过渡电阻及系统运行方式小，测距精确，是输电系统最主要的故障测距方法。
1 交流配电线路定位方法行波测距是通过测量线路发生故障时的特征电气量来实现的。
对暂态电气量进行分析时，考虑到基波电压和电流波长的大小，网络大小不可做理想化处理，因此，需要对线路进行分部参数处理并在实际计算中考虑电磁波在传播过程中的速度和时间，此种在分布参数系统中的具有固定传播速度的电磁波被称为行波。
行波测距法起源与19世纪60年代，如今也是非常实用的测距方法，主要利用线路故障时产生的暂态电气量—行波进行测距，一直以来，许多的研究着利用电压或电流行波的传播特点，提出了许多具有实际应用价值的观点。
行波测距法主要分为两种：一种是在故障点处产生的行波经线路传播到线路母线的时间与故障点处产生的行波经对侧母线反射到本侧母线或故障点自身反射到本册母线的时间之差进行测距，这种方法称为单端行波测距法，A性行波测距法便是利用单端行波测距法的基本原理实现的；另一按照故障点出行波达到两端母线监测点的时间差进行测距，这种方法被称为双端测距法。
基于行波理论的配电网故障定位方法分析
1、研究背景
阻抗法受路径阻抗、线路负荷和电源参数等因素的影响较大，而且配电线路的特点是带有许多分支，阻抗法无法排除伪故障点，所以该方法不适合于配电线路的故障定位。行波法在原理上分为两种，一种是单端法，在已知行波波速时，利用检测到的初始行波与来自故障点的第一个反射波之间的时间差，计算得到故障距离；另一种是双端法，在已知波速和参考时间相同的情况下，在线路两端检测故障产生的初始行波波头，利用2个波头的时间差来计算故障位置。行波法原理简单，准确度高，是输电线路故障定位的重要方法。但是，对于带有多个分支的配电线路，显然不适合使用双端行波法，对于单端行波法，由于来自故障点的反射波与来自线路分支节点和负荷变压器端点的反射波混杂在一起，很难从中找到来自故障点的第一次反射波，所以，行波法在配电网故障定位的具体应用需要进一步深入研究。
4.4信号的局部能量与特征矩阵
为了确定大矩阵中的数据，需要计算特征波的局部能量并构造特征矩阵。局部能量是相对于整个取样时间范围内信号的总能量而言的，它是信号在某一小的时间范围的能量，能反映该时间范围内信号的强弱，由这些局部能量组成一个特征矩阵，为了比较局部能量的大小，特征矩阵中使用的是归一化的局部能量。对于行波信号，线路上阻抗不连续点产生的反射波波头是信号的奇异点，在利用小波包分解系数重构的高频信号中，奇异点的信号能量会高于附近信号的能量，所以，根据信号的局部能量可以找到来自阻抗不连续点的反射波波头。大矩阵中“1”和“0”数据由特征波的局部能量决定，局部能量高于门限值的为有效数据，在大矩阵中用“1”表示；局部能量为零或低于门限值的为无效数据，在大矩阵中用“0”表示。
一种基于行波法的新型线路故障定位装置的研制
就 存在 误差 ，无法从 根 本上消 除 过渡 电阻 等 因素 的
影 响 。短路 点 越远 ，误 差越 大 。显然 ，它 不适 合现 代 高 压长距 离输 电线路 的要 求 。 行 波法 经过 十 几年 的发 展 日趋成熟 ，其优 越性 也 得 到 了广泛 的认 同 ，多种 基于 行 波法 的故 障定 位 装 置 相继投 入运 行 。这 主要 是双 端法 的应 用 。双端
输 电线 路经过 的距 离 一般 较长 ，而 且经 过 的地 形 复杂 ，给运 行 维护 人员 带来 了相 当大 的 困难 。对
采 集 也越来 越 精确 。在 实 际运 行 中 ，只要 定 位在两 个杆 塔之 间 ，就能 够满 足实 际要 求 。 由于对 数据 分 析方 法 的 日趋 完善 ，单 端 定位 同样可 以达 到 我们需
维普资讯
第 １ ９卷 第 ５期
２０ ０ ６年 ５月
广 东 电 力
ＧＵＡＮＧＤＯ ＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩ ＰＯＷ ＥＲ Ｃ
Ｖ０ｌ ９ Ｎ Ｏ １ ．５
Ｍ ａ （ｆ ｙ ２０ ） ］
文 章 编 号 ：０ ７２ ０ ２ ０ ）５０ ４—４ １０ —９ Ｘ（０ ６０ —０ ２０
输电线路的故障点进行精确的定位，可节省大量的
人 力 和物力 。传 统 的故 障定 位法 是采用 阻抗 法 ，但 阻抗 法 短路 本 身是一 个非 常复 杂 的过程 ，难 以用方
程 全 面描述 并找 到精 确 的模 型 ，因此 ，该 方法 本 不需要 通 信 ，在配 电 网的
ＬＩＣｈａｎ ｇ， ＺＨＡＯ ｉ Ｊ ｎｇ， ＣＨＥＮ ｎｇ Ｌｉ
基于D型行波原理的配电网故障定位方法
多个 故 障 点到参 考 测量 点 的距 离 中选 择最 大 值作 为 配 电 网 中最 终 故 障点 的位 置 。 并用 Ａ Ｔ Ｐ 仿真软 件和 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软件对 该 方法进 行 了仿真 分析 。 仿真 结果表 明， 在配 电网 内发 生故 障 时，
此 方法 能够利用 故 障初期很 短 时 间 内的行 波信 号 实现快速 、 准 确 的故 障定 位 。
能， 起着异 常重 要 的作 用 ， 一旦 线路 发生 故 障 ， 不 但
直 接影 响到党 政 机 关 、 工 矿企 业 、 居 民生 活用 电 的 畅通 ， 而且 会危 及 电力 系统 的正 常运 行 。 因此 ， 在配
检 测信 号 ， 找 出故 障 的准确 位置 的方 法 。但 Ｓ注入
法 注入 信号 的能 量有 限 ． 如 果故 障 点经很 大 电阻接
行 方 式 的变 化 。 “ 故 障指 示器 ” 技术Ｉ Ｓ ］ 得 到 了实 用 化， 其 结 构 和原 理 简单 ， 价格便宜 ， 安装容易 ， 短路 故 障指 示 器 效果 比较好 但 接 地 故 障指 示 器 的效果
作 者简 介 ： 王婧 （ １ ９ ８ ３ 一） ， 女， 讲师 。 研 究 方 向为 配 电 网 故 障 检测与定位技术。
难 以实用 。
另外 ． 文献 『 １ １ ］ 针 对 配 电 网存 在 Ｔ接 点 的情 况 ，提 出了基 于拓扑 辨识 的配 电 网故 障定 位算 法 。
工作 难度 和工作 量 ，缩短 因故 障造 成 的停 电时 间 ， 提高 供 电可靠性 ， 而且 会 给 电力 生 产部 门产 生 巨大
的经 济效 益和 社会效 益 。
国 内外 者 对 配 电 网的 故 障定 位 方 法进 行 了
基于行波的故障定位方法[发明专利]
![基于行波的故障定位方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f3f1e015c8d376eeafaa31a9.png)
专利名称：基于行波的故障定位方法专利类型：发明专利
发明人：任磊,徐振宇,杜兆强,田文辉申请号：CN200910093167.6
申请日：20091015
公开号：CN101666848A
公开日：
20100310
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种信噪比较低时，基于行波的故障定位方法。
由于高压输电线路电容效应的增强，使行波在线路上传播衰减较大，尤其当高阻故障或低电压初始角接地故障发生后，行波初始能量已经很低，经过线路电容衰减后能量较低，基本上被噪声淹没。
所以就目前使用行波定位方法，如果不对采样信号进行预处理，而直接使用小波变换进行故障定位并不能得到正确的结果。
这里提出首先使用平均滑动滤波器对采样信号进行预处理，之后使用B spline小波变换实现故障定位。
由于平均滑动滤波器能够有效的抑制噪声，而不衰减突变信号，所以在此基础上使用B spline小波变换可以实现低信噪比时的故障定位。
申请人：北京四方继保自动化股份有限公司,北京四方继保工程技术有限公司
地址：100085 北京市海淀区上地信息产业基地四街9号
国籍：CN
代理机构：北京金阙华进专利事务所(普通合伙)
代理人：吴鸿维
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柔性直流输电线路故障定位方法研究
柔性直流输电线路故障定位方法研究摘要：柔性直流线路长度大，容易出现故障，为提高其运行可靠性，需采用精确、可靠的故障定位方法。
文章综述了目前国内外对柔性直流输电网故障定位的研究情况，对其进行了分类研究，将其划分为三种类型，即行波法和故障分析法以及智能算法，并对这三种类型的方法各自的优点和不足进行了归纳，最后针对目前柔性直流输电网的故障定位的研究现状，提出了几点建议。
关键词：直流输电线；故障定位；行波法；故障分析法引言灵活的直流输电在与新能源并网、孤岛供电、远距离传输网络等方面具有优于常规交流输电的优势。
由于直流线路长度大，长期不间断的运行，以及长期受到雷击、树枝、冰雪等恶劣环境的影响，导致了线路的绝缘性能降低，极间和极对地极易发生短路，因此，直流线路的故障率也是最高的。
为确保直流输电系统安全、稳定地运行，必须对其进行有效的检测与处理。
近年来，由于继电保护技术的不断发展，在一定程度上降低了线路的损伤，但由于缺乏外在损伤特征，导致了难以定位的局部绝缘损伤。
为降低线路检修工作量，加快故障修复速度，降低停电损失，保障交直流电网安全运行，探索简便、高效、经济的直流线路故障检测方法已成为众多学者关注的焦点。
一、柔性直流输电优势相对于柔性直流输电，传统的交流输电方式在输送电能时会产生巨大的无功损耗，所以必须对无功进行补偿，并且经常要对电容进行投切，这就导致了控制的复杂性和费用的增加。
然而，在直流输电系统中，换流站采用不同的控制策略，不仅能灵活地控制有功无功，还能充当静止无功的补偿器，还能快速地实现有功无功的调节。
因为直流故障电流不存在过零点，很难进行故障切除，而且直流断路器造价昂贵，研制过程中存在瓶颈，不是所有的换流站终端都可以配备直流断路器。
与传统的交流输出线的单一电力传输方向不同，柔性直流输出线的潮流逆转更加快速、更加简单，它只需将输电电压进行反转，就可以实现直流输电的潮流逆转，而不会对电流做任何额外的变化，也不会改变系统的传输结构。
【CN109917228A】一种基于RBF神经网络的行波法配电网接地故障定位方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910241239.0(22)申请日 2019.03.28(71)申请人 国网上海市电力公司地址 200122 上海市浦东新区源深路1122号(72)发明人 施勇 马青云 施海斌 陈寒冬 宋亚君 (74)专利代理机构 上海兆丰知识产权代理事务所(有限合伙) 31241代理人 章蔚强(51)Int.Cl.G01R 31/08(2006.01)G01R 31/11(2006.01)G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01)(54)发明名称一种基于RBF神经网络的行波法配电网接地故障定位方法(57)摘要本发明公开了一种基于RBF神经网络的行波法配电网接地故障定位方法，通过行波法得到故障点所在位置与测量点的距离长短，但由于配电网结构复杂，线路分支多等原因，仅靠距离无法判定具体的故障位置。
因此，在得出故障距离后，确定在该距离下所有可能出现故障点所在的分支线路，然后通过RBF神经网络方法提取不同分支的故障波形特征，对故障点在哪一分支进行准确判断。
通过将C型行波法和RBF神经网络相结合，从而达到迅速精准确定位故障点的目的。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 109917228 A 2019.06.21C N 109917228A1.一种基于RBF神经网络的行波法配电网接地故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，测量步骤，采用C型行波法进行接地故障距离位置定位，包括如下步骤；步骤1.1，在多终端配电网的首端的正常相和故障相于时间点t 1分别输入一个行波信号；步骤1.2，在多终端配电网的首端进行经过反射的行波信号的波形测量，得到正常相行波信号波形和故障相行波信号波形；步骤1.3，比较正常相行波信号波形和故障相行波信号波形，找到二者之间的首个差异时间点t 2；步骤1.3，计算故障点与测量点间的距离，其公式如下：式中，X L 为接地故障点到测量点间的距离，V为行波信号波速；步骤2，接地点模拟数据库建立，运用ATP软件模拟接地点电流电压波形，形成故障相线路接地状态下关键电气量(电流、电压)数据库文件，包括如下步骤；步骤2.1，在ATP软件中按实际线路运行方式建立等效线路模拟运行图；步骤2.2，在ATP软件中，输入线路参数(包括电流、电压、频率、线路长度、线路上变压器等效电容)，通过在不同线路支路发生接地状态下，得到电流、电压变化数据值，形成数据库文件；步骤3，RBF神经网络接地点故障定位训练步骤，将ATP软件形成的数据库文件作为训练样本，存入P_train文件，将多终端配电网的不同分支设为各不相同的故障类型，存入T_train文件中；采用RBF神经网络法对故障点的位置与输入线路参数状态的对应关系进行训练，得到RBF神经网络接地点故障定位模型；步骤4，将实际发生故障电流、电压波形值输入已训练好的RBF神经网络接地点故障定位模型，输出多终端配电网的分支范围；步骤5，定位步骤，根据故障点与测量点间的距离X L 和多终端配电网的分支范围两个条件，具体定位多终端配电网的具体接地故障位置。
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基于行波法的交直流配电线路故障定位方法综述孙永健
发表时间：2018-06-19T10:20:40.563Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：孙永健陈羽韩玘桓
[导读] 摘要：随着电力电子技术的不断发展，分布式电源大量接入，直流配电线路相较于交流配电线路效率高，交直流配电网的发展得到了重视。
(山东理工大学电气工程学院山东省淄博市 255049)
摘要：随着电力电子技术的不断发展，分布式电源大量接入，直流配电线路相较于交流配电线路效率高，交直流配电网的发展得到了重视。
交直流配电网发生线路故障时，可靠、精确的故障测距方法对于保障配电系统的稳定运行具有重要意义。
关键词：直流配电网直流线路故障定位故障初始行波
0 引言
随着科学技术的不断进步，电力电子技术的不断发展，以太阳能、风能为主的新能源的普及利用，直流负荷的涌现，直流配电线路给直流负荷供电时比交流配电线路效率高，直流配电网已成为国内外研究发展的热点课题。
直流配电网较交流配电网相比有以下优点：（1）供电容量大、线路损耗小；（2）供电效率高、供电稳定性好、电能质量好；（3）便于直流电源及直流负载的接入。
环状直流配电网供电可靠性更高，发展前景广阔[1]。
行波法故障定位受故障距离、过渡电阻及系统运行方式小，测距精确，是输电系统最主要的故障测距方法。
1 交流配电线路定位方法
行波测距是通过测量线路发生故障时的特征电气量来实现的。
对暂态电气量进行分析时，考虑到基波电压和电流波长的大小，网络大小不可做理想化处理，因此，需要对线路进行分部参数处理并在实际计算中考虑电磁波在传播过程中的速度和时间，此种在分布参数系统中的具有固定传播速度的电磁波被称为行波。
行波测距法起源与19世纪60年代，如今也是非常实用的测距方法，主要利用线路故障时产生的暂态电气量—行波进行测距，一直以来，许多的研究着利用电压或电流行波的传播特点，提出了许多具有实际应用价值的观点。
行波测距法主要分为两种：一种是在故障点处产生的行波经线路传播到线路母线的时间与故障点处产生的行波经对侧母线反射到本侧母线或故障点自身反射到本册母线的时间之差进行测距，这种方法称为单端行波测距法，A性行波测距法便是利用单端行波测距法的基本原理实现的；另一按照故障点出行波达到两端母线监测点的时间差进行测距，这种方法被称为双端测距法。
该方法的实现的关键是两端行波同步到达母线的测点的时间差，需要专用的同步时钟进行及时。
虽然双端行波测距法会增大投资成本，但其只需要检测故障行波的第一个波头，受线路运行方式、过渡电阻以及分部电容等参数的影响较小，其测距结果更加准确。
2 直流配电线路定位方法
由于行波法测距精度高、响应速度快，并且受过渡电阻、线路阻抗、故障距离及系统运行方式影响较小，因此行波法是现如今直流系统中最主要的故障测距方法。
行波测距通过测量故障点行波波头到达母线监测点的时间实现测距，测量准确度高；具体实现又可分为单端行波法[2-5]和双端行波法[6-7]。
单端行波法只需要测量故障行波波头达到其中一侧母线监测点的时间即可，不需要进行通讯，实现方式简单，精度较好，但可靠度取决于能否准确捕获故障点行波反射波和透射波。
双端行波法是根据故障点行波到达两端母线监测点的时间之差确定距离的，测量准确度和可靠性更高，但对于数据采样的准确性要求更高。
行波测距法能够可靠工作较为关键的环节便是波头的识别和捕获。
一个很简单的方法便是导数法，即对故障行波进行一阶求导，得到导数的极大值便可得到波头。
上世纪末，小波变换是应用很广泛的故障行波波头捕获方法，因其具有良好的时频局部化特征。
文献[6-7]提出了基于双端行波法，并使用小波变换的模的极大值检测故障行波信号的奇异性，由此得到行波波头，从而实现故障的精准定位。
随着软件和硬件水平的不断提高，不断有新的检测和数学分析方法被引入到故障测距中来。
文献[8-10]应用数学形态学多分辨形态梯度理论和小波变换原理来检测波头。
文献[13]将波形图映射为红率彩色模式图，将颜色变化点定为波头点。
行波测距另一重要影响因素便是行波速度，行波速度与线路参数和行波频率有很大关系，行波波速并不是恒定不变的。
而在实际计算中，往往不会考虑波速变化对测距所产生的影响，因此，最终测距结果又是会超出所允许的误差范围。
所以，故障行波的选取要考虑合适的行波速度，将波速对测距的影响降到最低。
文献[5]总结故障波头之间的时间差，并列写了测距方程，从未消除了波速对测距的影响。
研究者们也对其他测距方法进行了探索，主要寻找故障行波变化特点与故障距离的关系，这样便可以不再对故障行波的波头进行检测，可以提高可靠性，但在具体实施过程中还有很多问题，目前该研究还在理论探索阶段。
文献[3]提出利用发生故障时的电流频率来测定故障距离，测距精度有所提高，实现了无需检测故障波头的要求，但对于故障电流频率的检测和分析却面临着其他一系列问题。
文献[11]提出故障行波中的高频分量衰减与故障距离的关系实现故障测距的构思，能够实现精确测距。
但高频分量衰减速度受其衰减常数的。
文献[12]利人工神经网络算法对文献[11]的算法进行矫正，利用其非线性拟合能力能够准确计算出行波衰减常数，满足了行波测距高可靠性要求。
3 结语
总而言之，随着行波测距系统运行经验的积累和不断完善，行波测距已成为一种主要的输电线路故障精确定位方法。
由于交直流配电网接线方式的特殊性，行波测距用于交直流配电网还有一些特殊的问题需要解决。
目前，交直流配电网行波测距的研究主要还是停留在理论探讨与试验阶段，还没有获得实际的应用。
参考文献:
[1] 宋强，赵彪，刘文华，等．智能直流配电网研究综述[J]．中国电机工程学报，2013，33(25):9-19．
[2] 张帆，潘贞存，马琳琳，等．基于模量行波传输时间差的线路接地故障测距与保护［J］．中国电机工程学报，2009,29，（10）：78-83.
[3] 宋国兵，李德坤，斬东時，等．利用近波电压分布特征的柔性直流输电线路单端故障定位［J］．电为系统自动化，2013,37（15）：83-88.
[4] 李德坤，宋国兵，高淑萍，等．VSC-HVDC输电线路单端行波自动化故障定位方法研究［J］．电网技术，．2013,37（4）：1128-1133.
[5] 杨立紅，杨明玉．与波速无关的柔性直流输电线路单端行波故障测距算法[J]可电力科学与工程，2013,29（6）：12-16+22.
[6] 王永治．基于小波模极大值的高压直流输电线路电弧故障定位［J］．云南电力技术，2008，36（2）：1-4.
[7] 赵妍巧，王少荣．基于小波模极大值理论的HVDC输电线路行波故障定位方法的研究［J］．继电器，2007,35（1）：13-17.
[8] 束拱春，王超，张杰，等．基于形态学的HVDC线路故障识别与定位方法研究［J］．电为自动化设备，2007,37（4）：6-9+18.
[9] 李学鹏，全玉生．基于数学形态学暂态特征提取的离压直流输电线路精确故障定位町现代电力，2007,24（2）：20-25.
[10] 尔晨希．基于小波变换的高压输电线路故障测距的研巧［D］．西安；西安科技大学，2014.
[11] 陈仕龙，张杰，毕贵红，等．一种基于高频量衰减持性的特高压直流输电线路故障测距方法[J]．电力系统保护与控制，2014,42（10）：77-83.
[12] 陈仕龙，谢佳伟，毕贵红，等．一种特髙压直流输电线路神经网络双端故障测距新方法[J]．电工技术学报，2015,30（4）：257-264.
[13] 束洪春，张敏，张广斌，等．±800kV直流输电线路单端行波故障定位的红绿色彩模式检测[J]．电工技术学报，2010,25（11）：155-163.
作者简介：
孙永健(1992—)，男，山东东营人，硕士研究生，主要研究方向为电力系统及其自动化
陈羽(1974—)，男，江苏溧阳人，副教授，博士，主要研究方向为智能配电网通信与自动化技术韩玘桓(1993—)，男，山东淄博人，硕士研究生，主要研究方向为电力系统及其自动化。