基于固有频率的高压直流输电线路故障测距
高压直流输电线路故障行波测距

高压直流输电线路故障行波测距摘要:当今,我国经济和电力工业正在高速发展,因此电力事业拥有着广阔的发展前景,而高压直流输电线路因同交流输电相比其运行电能损耗小、线路造价低等优点被陆续建立起来,但远距离输电线路规模增加,发生故障后产生的危害越加严重。
针对及时准确排除输电线路故障以及各种隐患等问题,让生产和生活尽快恢复,减少损失,需要寻找一种快速、准确的线路故障测距方法,关键词:高压直流输电;故障测距;MATLAB/Simulink;行波前言在我国经济和电力工业高速发展的大背景下,电力事业前景一片光明。
应用越来越广泛的直流输电技术是目前世界上技术水平最先进、最成熟的输电技术,且是区域电力市场有形基础的重要组成部分,而被陆续建立起来[1]。
但随着直流输电系统电压等级和输送容量在不断提高,远距离输电线路规模增加,发生故障后产生的危害越加严重,可能会引起大面积停电,产生的影响不可估量[2]。
所以,为了能够及时准确定位故障点,准确排除HVDC输电线路故障,让生产和生活尽快恢复,减少损失,需要寻找一种快速、准确的线路故障位置定位方法,这对维护整个电力系统的安全、稳定和经济运行具有非常重要的意义。
行波测距法定位速度快、测距精度高,是基于暂态行波理论产生的,被广泛应用于HVDC输电线路中。
但暂态行波信号是一种非平稳信号,提取波头仍然是一个难点,行波测距的精确性会因处理信号不好而大大降低[3]。
1 故障测距的方法及原理1.1 常规故障测距方法故障录波分析方法是通过记录故障时获得的各种电气量,经过技术人员的综合分析,得到故障位置。
借助计算机技术和人工智能技术,故障录波分析方法可以实现自动化。
但是,此方法受到系统阻抗和故障点过渡阻抗的影响,会导致故障位置测距的精确程度降低,工程实用性效果不好。
1.2 行波故障测距方法A型测距的原理:把故障点产生的初始暂态行波传输到线路一端的测量点时间记录下来,然后测量行波在故障点和测量点之间来回传播一次,并再次到达测量点的时间,就可以使用这两次时间之间的时差和行波速度来算出测量点与故障点间的长度[4]。
基于行波固有频率配电网混合线路故障测距浅析

基于行波固有频率配电网混合线路故障测距浅析摘要:行波固有频率配电网混合线路故障测距技术是一种新的检测方法,它利用了分布式通信与处理系统中各种信息传输手段和传输方式,实现对配电设备运行状态实时监测,为供电部门提供准确可靠的数据。
本文基于行波固有频率对配电网混合线路故障测距进行分析,以供参考。
关键词:行波固有频率;配电网;混合线路;故障测距引言:本文主要探讨了基于行波固有频率的配电网混合线路故障测距方法。
文章首先介绍了行波固有频率测距原理,然后分析了配电网混合线路故障的特点,并提出了混合线路故障测距方法。
最后,结合实际应用,探讨了行波固有频率测距的应用效果。
本文的研究结果对于提高配电网故障定位的精度和效率具有一定的指导意义。
1行波固有频率测距原理行波固有频率测距原理是一种基于行波传播特性的故障测距方法,其原理是利用线路上行波的固有频率来计算故障距离。
行波固有频率是指线路上传播的行波信号在固有长度上所具有的频率特性。
通过测量故障点前后的行波固有频率,可以计算出故障点的距离。
行波固有频率测距原理的核心是对行波的固有频率进行测量。
该方法需要在线路的两个端点分别发射行波信号,并在线路上的不同位置采集行波信号。
通过对行波信号的频谱分析,可以得到行波的固有频率,从而计算出故障点的距离。
行波固有频率测距原理的优点是测距精度高、可靠性强、适用范围广。
该方法不受线路参数和负载变化的影响,因此可以在不同的工况下进行故障测距。
同时,该方法的实现也比较简单,只需要对行波信号进行频谱分析即可。
总之,行波固有频率测距原理是一种有效的故障测距方法,可以在电力系统故障诊断和维护中得到广泛应用。
2配电网混合线路故障特点随着我国经济快速发展以及人民生活水平不断提升,人们越来越关注供电质量与安全保障。
但是,由于各种社会原因,使得传统配网管理方式不能满足现代城市用电需求,无法实现“保一方平安”的目标。
与此同时,配电系统也存在着许多安全隐患。
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。
实用高压直流输电线路故障测距方法

( 中国南方 电 网超高压输 电公 司广州 局 ,广州 5 0 0 ) 1 4 5
摘 要 :高压 直 流输 电线 路 行 波测 距 一 般 精 度较 高 , 由于 行 波 测 距 装 置 本 身 和 行 波 测 距 的死 区 等 原 因 , 得 但 使 有 些 高 压 直 流 输 电线 路 故 障 无 法 得 到 定 位 , 对 现 有 高 压 直 流 输 电 线 路 行 波 测 距 的 不 足 提 出 了 单 端 、 针 双端 行 波 测 距 和常 规 量 测距 相结 合 的综 合 测 距 方 法 , 据 现 有 的 故 障 录 波 数据 实 现 常 规 量 测 距 。 0 V 贵 广 直 流 依 以5 0k 工 程 为 例 , 明 了 行 波 测 距 失 败 的 实 际 情 况 , 分 析 了其 中 的原 因 , 证 了 综 合 测 距 方 案 的 有 效 性 , 分 析 了 说 并 验 并
e pan d x lie .Th n e r t efutlc t npa aiae h eit g ai a l o ai lni v l tdi t eHVDC p oe t v o s d n r jc .Th tu t r f h ee t g esr cu eo ed fci t n fu tta el g wa eh a a t ,t ec re tta so me n h otg rn fr ri a l r v ln v e d p rs h u r n rn fr ra d t e v l eta so me n HVDC p oeti i a r jc s
Ab t a t sr c :Th c u a y o r v l n v o a in me h d o e a c r c f t a e l g wa e l c t t o n HVDC ( i h v l g i c u r n )p we i o hg ot e dr tc re t a e o r t a s s i n l e s h g . S me 1 e f u t c u d n t b o a e t t e s me tme b c u e o h o a i n r n miso i i i h n o i a l o l o e l c t d a h a i e a s f t e l c t n o
高压输电线路故障测距方法

高压输电线路故障测距方法摘要高压输电线路是电力系统的重要组成部分,它与工农业生产和人们的日常生活密切相关,快速准确的对输电线路进行故障测距,不仅对及时修复线路和保证供电可靠至关重要,而且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。
因此,输电线路故障测距一直是电力工程界中研究的重点和难点问题。
本文在就高压输电线路故障测距的方法进行了分析总结。
关键字:高压;输电线路故障;测距目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2对故障测距装置的基本要求 (1)1.3故障测距的发展简史、现状 (2)1.4本论文的主要工作 (4)第二章故障测距方法分类及其优缺点比较 (4)2.1引言 (4)2.2阻抗测距方法 (5)2.2.1利用单端数据的阻抗测距方法 (5)2.2.2利用双端数据的阻抗测距方法 (7)2.3行波测距方法 (9)2.3.1早期的行波法 (9)2.3.2现代行波测距 (10)2.4各种方法比较及其存在的问题 (12)2.4.1各种方法的比较 (12)2.4.2各种测距方法存在的问题 (13)2.5本章小结 (14)第三章输电线路的模型及其故障测距相关理论 (15)3.1引言 (15)3.2输电线路的数学模型 (15)3.2.1R-L模型 (15)3.2.2 型线路模型 (15)3.2.3分布参数线路模型 (16)3.3测距模型的建立 (16)3.4由过渡电阻引起的误差分析 (17)3.5相模变换 (18)3.6数字滤波 (19)3.7本章小结 (22)第四章输电线路单端故障测距新方法 (23)4.1引言 (23)4.2测距的基本原理 (24)4.2.1输电线路故障测距模型 (24)4.2.2故障附加网络 (24)4.2.3故障附加状态故障电压沿线分布 (25)4.2.4故障测距原理 (26)第五章结论与展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论1.1 引言高压架空输电线路是电力系统的重要组成部分,它担负着输送电能的重要任务,是发电厂和终端用户的纽带,同时也是整个系统安全稳定运行的基础。
一种基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路故障测距方法

j
(8)
j
= Aj (ω )
(10)
γ j = ( R模模模 + jω L j ) × jω K j
量电阻、模量电感和模量电容。
(9)
式(10)中: Aj (ω ) 为长度为 x 的直流输电线路模 传输函数; U j1 (jω ) 为测距装置安装点检测到的高 频分量;U j (jω ) 为故障发生点的高频分量;γ j 为 模传播系数, γ j 由直流输电线路结构决定;x 为故 障发生点距测距装置安装点的长度。 由式(10)可以推导出故障距离与高频量衰减 特性的关系为 U j 1 ( jω ) −α x (11) e j = U j ( jω )
0
引言
输电线路发生故障后,快速准确的故障定位不 仅可以迅速排除故障防止故障再次发生,还可以大 大节省巡线工作量[1-3],特别是直流线路,因其输电
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51267008)
距离长、跨度大,故障定位工作显得尤为重要。当 前输电线路故障测距的主流方法是行波测距[4-5], 单 端行波测距原理对硬件要求较低,容易实现,在目 前电力系统中应用较为广泛,但单端行波测距中行 波折反射过程复杂[6],实际应用中单端测距精度不 够高[7],一般作为双端行波测距的辅助方法[8]。无 论是单端行波测距还是双端行波测距,其关键是波
9.99×10-9 F/km,每单位长度两极导体间的电容为 2.11×10-9 F/km。
图 1 云广特高压直流输电线路的线路结构 Fig. 1 Transmission line configuration of Yunnan-Guangdong UHVDC
1.2 特高压直流输电线路频率特性 双极直流输电线路存在两极相互耦合的问题, 为消除线路耦合的影响, 通常利用模量来进行分析。 双极直流输电线路的对称分量变换矩阵为[23]
实用高压直流输电线路故障测距方法

( 7)
对于 F 点有 ( 8) U R F (x ) = U I F (x ) 式 ( 7) 中 Z C 为波阻抗, 式 ( 8) 中 U R F 为从 R 侧 折算出的 F 点的电压, U I F 为从 I 侧折算出的 F 点 的电压。 实际计算中对 ( 8) 式将以某一初值和步长 进 行迭代求解, 直到 ‖U R F - U I F ‖ < Ε( Ε为任 意小数) , 此时 x 即为故障距离。 常规量测距根据由直流线路保护启动的故障 录波中数据进行计算, 在金属回线和大地回线的运 行方式下, 直流线路保护的启动方式不同, 正常情 况下常规量测距还可以作为行波测距的后备, 验证 测距结果并防止行波测距装置误启动。 这种方法不 受故障类型、 过渡电阻等影响, 具有较好实用性。
x = v
式中 Z l 为单位长度线路阻抗。 由式 ( 5) 可解得故障距离
x = U R - U I + I IZ l
( IR + I I ) Z l
( 6)
( 2)
式 ( 6) 是 M 、 N 两端电气量同步时的计算公 式。 实际线路两端的保护装置或录波器采样数据往 往不同步。 为消去不同步采样的影响, 引入不同步 角, 同时考虑到电压和电流互感器的误差, 事先通 过计算确定两端不同步的时间差, 在计算中以其中 一侧 ( 如整流侧) 为基准将另一侧的测量值进行修 正后再代入式 ( 6) 计算。
第 20 卷 第 5 期 电力系统及其自动化学报 Vol . 20 N o. 5 2008 年 10 月 P roceedings of the CSU 2EPSA O ct. 2008
实用高压直流输电线路故障测距方法
翟永昌
( 中国南方电网超高压输电公司广州局, 广州 510405)
高压直流输电线故障测距方法

高压直流输电线故障测距方法发布时间:2022-06-26T01:48:13.362Z 来源:《中国电业与能源》2022年第4期作者:张迪[导读] 近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。
我国煤炭资源和风能、水能等可再生能源主要集中在西北地区张迪南方电网超高压输电公司昆明局云南昆明 650217摘要:近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。
我国煤炭资源和风能、水能等可再生能源主要集中在西北地区,而主要负荷中心却集中在“三华地区”。
能源的逆向分布使得我国制定了“西电东送”的战略方案,加快建设高压直流输电工程。
近几十年来,我国已建成了多个世界级的特高压工程。
高压直流输电系统因其传送容量大、传输距离远具有广阔的发展前景。
作为高压直流输电系统的重要组成部分,高压直流输电线路长度长达几千千米,跨越复杂的地理环境,极易发生短路故障,且多为瞬时性故障。
线路发生故障后对故障地点快速精确地定位,能减少巡线人员工作量,缩短故障切除时间,提高系统运行稳定性。
本文就高压直流输电线故障测距方法展开探讨。
关键词:高压;直流输电线;故障;测距引言国家现代化建设与发展为工程建设提出了新的标准,安全建设中的故障排除属于重中之重,它是电力工程功能的保障、也是安全的保障,需要给予高度重视。
输电线施工会面临诸多环境因素干扰,诱发施工问题,进而引起故障,新技术被引入和优化应用后,施工技术及故障处理的效率和质量都有显著提升。
1输电线路缺陷分类输电线路的缺陷分为三类,即本体缺陷、附属设施缺陷和外部隐患三大类。
第一,本体缺陷。
本体缺陷是指组成线路本体的全部构件、附件及零部件,包括基础、杆塔、导地线、绝缘子、金具、拉线和接地装置等发生的缺陷。
第二,附属设施缺陷。
附属设施缺陷是指附加在线路本体上的线路标识、安全标志牌以及各种在线监测装置、防鸟刺等装置。
第三,外部隐患。
外部隐患是指外部环境变化对线路安全运行构成威胁的情况,如在线下及防护区违章建房、违章施工、违章树木等。
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摘 要 :行 波 波 头 难 以标 定 是 影 响 行 波 测 距 精 度 的 主 要 因 素 , 而 基 于 固 有 频 率 的 故 障 测 距 无 需 标 定 波
头 在 分 析 高 压 直 流 输 电线 路 行 波 波 速 特 点 的 基 础 上 ,提 出 基 于 固 有 频 率 的 新 型 故 障 测 距 方 法 。 利 用 线 路 两侧 的故 障数 据 .无需线 路参 数及 计算 行波 波速 ,即可进行 准确 故 障测 距 ;采用 后 向预测 P r o n y算 法 提 取 所 需 的 固 有 频 率 后 .利 用 模 糊 聚 类 算 法 对 其 进 行 筛 选 和 优 化 .既 提 高 了 测 距 方 法 的 快 速 性 和 准 确 性 也 减 少 了 测 距 过 程 中 人 员 的 介 入 .提 高 了 测 距 自动 化 水 平 。 P S C A D和 M a t l a b联 合 仿 真 结 果 表 明 ,该
因 此 ,发
式 中 :S的 实 部 对 应 衰 减 系 数 . 虚 部 对 应 同 有 频 率 ;厂。 、 分 别 为 测 距 端 、故 障 端 反 射 系 数 ;Z
展 精 确 可 靠 的 故 障 测 距 技 术 .对 于 保 障 电 力 系 统 的 安 牟= 运 行 、提 高 系 统 的 可 靠 性 和 经 济 性 具 有 重
考 虑 平 波 电 抗 器 和 直 流 滤 波 共 同 作 用 时 .直 流 输 电 线 路 边 界 元 件 的 反 射 特 性 设 入 射 波 为 无
系 ; 史献 I 9 ] 建 立 以 同 有 频 率 为 样 本 属 性 的 神 经 网 络 测 距 模 型 .对 故 障 进 行 精 确 测 距 . 但 测 距 过 程
较 为 复 杂 、
鉴 丁 目前 直 流 输 电线 路 故 障 测 距 研 究 现 状 , 本 文 提 出 基 于 同 有 频 率 的 故 障 测 距 新 方 法
穷 长 直 角 波 ,有 M = E( e ~一 e ) 传 播 至 边 界 处 . 幅
值 E= 5 0 0 k V. 0 = 0. b = - 4 - ∞。 入 射 波 在 边 界 处 发 生 反 射 . 入 射 波 和 反 射 波 如 图 2所 示 。 根 据 反 射 波 和 入 射 波 幅 值 计 算 得 厂. 接 近 1
㈨ 有 频 率 、故 障 距 离 及 边 界 条 件 者 间 的 数 学 关
变 站 人 口处 .都 装 设 平 波 电 抗 器 和 直 流 滤 波 器 l 9 l 某 直 流 丁 程 的 边 界 元 件 如 图 1所 示 通 常 故 障 行 波 暂 态 频 率 很 高 .平 波 电 抗 器 阻 抗 值 在 干 欧 以 上 . 可 近 似 认 为 是 开 路 ,即 反 射 系 数 接 近 l , = ( h i g h v o l t a g e d i r e c t c u r r e n t , HVDC)
处 产 生 的 初 始 行 波 于 故 障 端 和 系 统 侧 之 间 来 回 反 射 .产 生 故 障 行 波 .其 在 频 域 上 表 现 为 一 系 列 特 定 频 率 的 谐 波 形 式 .称 为 固 有 频 率
为
.
对 应 的 行 波
波 速 ;0 . 、0 : 分 别 厂, 和 厂2 对 应 的幅角 。 ( 2) 反 射 特 性 直 流 输 电 线 路 整 流 站 出 口 和 逆
该 方 法 前 提 是 必 须 预 先 知 道 精 确 的 系 统 参 数 : 文 献『 8 1 利 用 行 波 固 有 频 率 进 行 故 障 测 距 , 并 推 导 出
要 意 义 、
为故 障距 离 : 为 行 波 在某 一 频 率 下 的传 播 速 度 。
厂. 、 厂1 由边 界处 的 阻抗 决定 。
目 前 直 流 线 路 故 障 测 距 主 要 依 赖 于 识 别 行 波 波 头 .但 波 头 的 识 别 和 标 定 对 人 员 的 素 质 要 求 较 高 . 难 以 实 现 自 动 化 : 且 存 在 过 渡 电 阻 时 , 波 头 幅 值 受 到 限 制 . 测 距 的 精 度 将 受 到 严 重 影 响 J
第4 6卷 第 7期
2 0 1 3年 7月
中 国 电 力
E1 ECq RI C P OW ER
Vo1 . 4 6。No. 7 J u 1 .2 01 3
薰
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杨立红 。 杨 明 玉
( 华北 电力 大 学 电 力 系统 保 护 与 动 态 安全 监 控 教 育 部 重 点 实验 室 , 河北 保 定 0 7 1 0 0 3 )
文献 I 7 1 提 一 种 非 行 波 原 理 的 故 障 测 距 方 法 .
利用 欧拉 方 程求 解式 ( 1 ) 得
J 一
:
4 7 r l
’ k=0’ , ±l, ’ ±2, ’ …
,
( 、 2)
式 中 :
.
为 第 k次 固 有 频 率 ;
固有 频率 _ 8 _ 为
1 一F . F: e 0 ( 1)
输 电 送 电 距 离 远 、 传 输 功 率 大 、 电 网 互 联 方 便 以
及 控 制 性 能 良好 等 优 点 .具 有 广 阔 的 应 用 前 景 『 l _ z - 。
直 流 输 电 线 路 较 长 ,故 障 率 较 高
方 法 可 实 现 快 速 、准 确 测 量 高 压 直 流 输 电线 路 故 障
关 键 词 :故 障测 距 ; 固有 频 率 :模 糊 聚 类 ;后 向 预测 P r o n v算 法
中 图 分 类 号 :T M 7 7 3 文 献标 志码 :A 文章 编 号 :1 0 0 4 — 9 6 4 9 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 0 8 2 . 0 5