一种自动识别伪根的双端故障测距快速精确算法
一种双端同步采样的时域故障测距算法
关键词 ：输 电线路；故障测距；同步采样；模 变换 ；时域
Ａ ｉ — ｍ ａ ｎ ｆ ｕｌ ｏ ａｔｏ ｌ ｒｔ ｔｍｅ ｄｏ ｉ ａ ｔｌ ｃ ｉ ｎ ａ ｇｏ ｉｈｍ ｉ ｇ ｓ ｎｃ ｏ ｚ ｄ ａ ｕｓｎ ｙ ｈｒ ｎｉ ｅ ｓ ｍｐｌｎｇａｔｔ ｎｄｓ ｉ ｗｏｅ
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第３ 卷 第２ ５ ３期 ２０ 年 ｌ ０７ ２月 １日
继 电 器
ＲＥＬＡＹ
Ｖｌ ．５ ＮＯ．３ ０ ３ １ ２ Ｄｅ ｃ．１ ０ ，２ ０７
一
种 双端 同步 采样 的 时域 故 障测 距 算 法
杨 涛
（ 江省 电 力试 验 研 究 院 ，浙 江 杭 州 ３ ０ ） 浙 １ ０ ４ ０
中 图分 类 号 ： Ｔ ７ Ｍ７
文 献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： １０ —８ ７２ ０ ）３０ ０ —４ ０３４ ９ （０ ７２ —０ ５０
０ 引言
输 电线 路 精确 的故 障 定 位 可 以极 大 地 缩 短检 修 人员 的巡线 时间 ，对 电力系 统 的安全稳 定和经济 运 行有十 分重要 的意义 。现有 的测距 方法—— 无论 是单端测 距还是双 端测距 ，大 部分都 是在频 域 中以 单 端或双端 的电压 和 电流 的基波 相量 为计算 基础 。 这 意味着 首先要从 电流 电压 的采 样值 中滤 除谐波分 量和 非周期 分量 。但现有 的滤波 方法都 不能 完全消 除 谐波分量 和非周 期分量 的影 响，并且 需要 故障切 除前 的几个 周波 的采 样数 据 。现在 故 障发现和 切 除 的时间越来越 短 ，有可能 得不到足 够 的采 样数 据从 而不 能准确 的提取 基波相 量 。 本文 提 出 了一 种 基 于 双端 同步 采 样 的 时域 故 障测距 算法 ， 并且利用 Ｋａ ａ ｂｕ ｒ ｒ ｎ ａ ｅ 变换 使两端 传输 ｒ 数据量 减少 。它采用集 中参 数模型 ，直接 利用跳 闸
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。
基于参数修正的输电线路双端不同步测距方法
基于参数修正的输电线路双端不同步测距方法王丰华;穆卡;张君;刘亚东;钱勇【摘要】针对线路双端数据不同步与线路参数不确定性所产生的测距误差问题,提出了基于参数修正的双端不同步测距方法以实现输电线路发生非对称故障时的准确定位.该方法定义了线路参数修正系数,利用等值序网分析法消除了数据不同步角的影响,然后应用仿电磁学算法求解了所建立的故障测距方程组,得到了线路故障位置.仿真分析与实际线路的计算结果表明,所提方法不受线路参数变化的影响,利用故障后的双端不同步数据即可进行故障定位,具有很高的测距精度与可靠性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2018(038)008【总页数】7页(P95-101)【关键词】输电线路;非对称性故障;故障测距;双端不同步;仿电磁学算法【作者】王丰华;穆卡;张君;刘亚东;钱勇【作者单位】上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海200240;上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海200240;国网冀北电力有限公司电力科学研究院,北京100045;上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海200240;上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海200240;上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM7610 引言高压输电线路是电力系统的重要组成部分，承担着输送电能的重任，若发生故障会严重影响电力系统的稳定性与可靠性。
其中，包括单相接地、两相短路、两相接地故障等在内的高压输电线路非对称故障约占线路故障的95%以上[1]。
因此，有必要研究准确的非对称故障定位方法，以采取有效措施排除故障，恢复供电，减少停电时间，增强系统稳定性。
现有故障测距方法有行波法与故障分析法两大类[2]。
其中，行波法利用故障产生的行波，通过检测行波从故障点到测量点的传播用时进行测距，具有原理简单、不受故障类型和过渡电阻影响、理论测距精度高的优点[3]。
不受波速影响的输电线路双端行波故障测距算法
Ｋｅ ｒ ｓ ｒａ ｅｌ ｇｗ ｖ ；ｆｕｔ ｏ ａｉｎ；ｗ ｖ ｌｔｔ ｓｏｍａｉｎ；Ｅ Ｐ ｙ ｗｏ ｄ ：ｔ ｖ ｌ ｎ ａ ｅ ａ ｌ ｌｃ ｔ ｉ ｏ ａ ｅｅ ａ ｆｒ ｔ ｒ ｎ ｏ ＭＴ
随着电力系统规模的扩大 ， 高压输电线路 日 益增多． 高压输 电线路所穿越地区的地形复杂 ， 气候条件
恶劣 ， 障发生后故障点的查找极为困难 引 为 了在线路故障后快速 、 故 ． 准确地定位 ， 及时修复线 路和快 速恢复供电， 长期以来 ， 国内外学者研究了许多故障定位原理和算法 ， 并且研制了不少故障定位装置…． 其 中许多故障定位算法在理论上具有较高的定位精度 ， 但受行波波速 的不确定、 电线路受弧垂影响导 输 致 的长度不确定 、 线路参数的变化及测距装置本身等 因素的影响 ， 故障定位结果一直难 以满足现场运行
２湖南大学 电气与信息工程学院， ． 湖南 长沙 ４０８ ） １０２
摘 要： 提出了一种双端行波故障测距新方法， 该方法利用故障初始行波和两种反射行波到达线路两端的时
刻来进行故障定位 ， 有效降低 了行波波速的不确定和输电线路长度差异对定 位结果的不利影 响， 提高了定 位 精度． 利用 Ｅ Ｔ 进行了仿真计算 ， ＭＰ 仿真结 果证明了其准确性．
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第３ 卷第 ４期
２０ ０ ６年 １ ２月
长 沙 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｈ ｎ ｓａＵ ｉｅＭ ｙｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｇｈ ｎｖｒ ｔ ｆＳｉ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ （ ａｕ ａ Ｓｉ ｃ ） Ｃ ｎ ｇ ｅ
ｌ ｅａｃ ｉｆ ｅ ｃ ｓ ｈ ｅｕｔ ｆＥ Ｐ ｓ ｌｔ ｎ ｓ ｏ ａ ｉ ｔｏ Ｓａ ａｌｂｅ ａ ｄ ａ ｃ － ｉ ｎ ｕ ｎ ｅ ．Ｔ ｅ ｒｓｌ ｏ ＭＴ ｉ ａｉ ｈ ｗ ｔ ｔｔ ｓｍｅ ｄ ｉ ｖ ｉ ｌ ｎ ｃ ｕ ｎ ｒ ｌ ｓ ｍｕ ｏ ｈ ｈ ｈ ａ
高压输电线路双端故障测距新算法
路 故 障测 距 实用算 法 它采 用线路 的分布 参数模 型， 根 据 线 路 发 生 故 障 时故 障分 量 电压 沿 线 的 分 布规 律 ，采用 简单 搜 索迭代 的方 法便捷 地 计算 出故 障点
法 得 到更 加广 泛 应 用 。文 献 ［］ 出 了基 于 集 中参 ５提
数 电路 的 双 端 非 同 步数 据 的 测距 方 法 ，分 析 了两 侧 测 量信 息 “ 同步 ” 的算 法 。实 际高 压 输 电线路 特
随着 电 网 自动 化 水 平 日益 提 高 ， 波 通 信 、 微 光 纤 通 信 在 电力 系统 中的 普 遍应 用 ．基 于 通 道 的 双 端 测 距算 法正 越 来 越 得 到 人们 的关 注 【 根据 对 引
两 侧 数据 同 步要 求 的不 同 ．双端 测 距 又 分 为 同 步
渡 电 阻和对 端 系统 阻抗 变化 对 测距 精度 的影 响 ． 而 双端 测距 则可 以克服单 端测距 的这 些缺点
搜 索迭 代 的方 法 ．该 方法 避 免 了求 解 复 杂 的长 线
路 方 程 ． 现 简 单 但 文 中并 未 给 出迭代 收 敛 性 的 实 证 明 以及 步 长 的 修 正 原 则 。 文 献 【０ 对 文 献 ［］ １］ ９ 中
收敛 性 给 出 了定 性 分 析 ．得 出 的结 论 是 迭 代 过程
井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法
井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法赵敏;尚鹏辉【摘要】为了解决采用传统经验模态分解的电缆故障测距方法存在的频带混叠问题,以及基于总体平均经验模态分解的电缆故障测距方法受残留白噪声影响等问题,提出了一种基于补充总体平均经验模态分解的井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法.该方法通过补充总体平均经验模态分解提取双端故障行波线模分量的固有模态函数,利用基于瞬时频率突变和模极大值的奇异性检测原理进行行波波头标定,从而实现故障点定位.通过在PSCAD/EMTDC环境下搭建基于频变特性电缆线路的6 kV井下配电网模型并进行仿真,验证了该方法测距精度高,最大测距误差不超过4％.【期刊名称】《工矿自动化》【年(卷),期】2016(042)011【总页数】6页(P50-55)【关键词】井下配电网;电缆故障定位;电缆故障测距;补充总体平均经验模态分解;行波测距【作者】赵敏;尚鹏辉【作者单位】鹤壁汽车工程职业学院电子工程系,河南鹤壁 458030;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作 454000【正文语种】中文【中图分类】TD60井下配电网多为数段短电缆构成的干线式纵向网络，因井下环境恶劣，电缆在运行中发生单相接地故障的概率较大。
而现有的低压脉冲法、闪络测试法等井下电缆故障测距方法存在可靠性差、测距精度低等问题。
实际应用的电缆故障测距方法大多为离线测量，考虑到井下电力负荷多为一级、二级负荷，一般不允许采用离线测量，且离线法最大的问题是部分故障难以在高压冲击下再现，从而造成测距失败，此外，多次注入高压脉冲会影响整根电缆的寿命，因此，在线行波测距对于井下电缆故障测距具有重要的工程实用价值[1]。
行波测距的关键在于波头到达时刻的准确标定和行波波速的确定。
目前主要采用小波分析方法来提取故障行波波头[2-6]，但小波分析结果受小波基种类、采样率及分解尺度等因素的影响，理论上有无限多种小波基，如不能详尽分析其特点并结合行波信号特征选取合适的小波基函数，就难以得到满意的结果[7]。
架空-电缆混合线路双端行波故障测距算法
目前 ， 着 电 力 系 统 的 发 展 和 电 力 电 缆 的 广 泛 随 应 用 ， 空 一电缆 混 合 配 电 线 路 日益 增 多 ， 同 一 配 架 且 电 线 路 可 能 存 在 多 种 不 同 介 质 的 电 缆 ． 波 在 行
间 的距 离 ．
如 图 １所示 的单 一 线 路 ， 设 Ｆ 点 为 故 障点 ， 假
故 障 点 初 始 行 波 涌 以 单 一 速 度 ｔ到 达 Ｍ 端 和 Ⅳ 端 ， 的 时 间 分 别 为 和 ， 则
重合 ． １段架 空 一电缆 混 合 配 电线 路 为例 来 具 体 以
图 １ 单 一 配 电线 路 结 构 图
图 ２ 架 空 一电缆 混合 配 电 线 路 结 构
假设 Ｆ点为线路 故 障点 ， 在线 路 端 和 Ⅳ端 检 测 到的行波波 头 到达 的 时 间分 别 为 ， ， 义 时 定
间参量 Ａ ＝Ｔ ｔ Ｍ—Ｔ ． 据 已知 的线路 具体 结构 和 波 根
速度就 可 以确 定 线 路 ＭＮ 的时 间 中点 若 行 波 以 波速度 ， 假 设 混 合 线 路 中用 的 是 同种 电 缆 ） （ 在
第 ３ １卷第 ３期
２１ ０ ０年 ６月
华
北
水
利
水 电
学 院
学
报
Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １ ３１ ．
Ｊ ｕ ｎａ ｆＮｏ ｉ ａ Ｉ ｓｉｕ ｅ ｏ ａ ｅ ｎ ｅｖ ｎ ｙ ａ ｄ ｏ ｌｃｒｃ Ｐｏ ｒ ｒ ｌｏ ａｈ Ｃｈ ｎ ｎ ｔｔｔ ｆＷ ｔｒ Ｃｏ ｓ ｒａ ｃ ｎｄ Ｈｙ ｒ ｅｅ ｔｉ ｗｅ
基于神经网络的特高压双端故障测距方法研究
基于神经网络的特高压双端故障测距方法研究雷昳1刘明真2田威1（1.国网湖北省电力公司直流运检公司，湖北宜昌443000；2.国网湖北省电力公司检修公司，湖北武汉430050）摘要：特高压输电网跨越我国各地，途经地形复杂，在输电过程中，电网系统一旦出现故障，排障将成为较大难题，所以加强特高压输电网系统故障预测，提前遏制输电过程中可能发生的故障问题成为当前电力公司关注的重点。
现首先分析了神经网络的相关概念，并基于神经网络的故障测距法进行了仿真实验。
关键词：神经网络；特高压；双端故障；测距方法0引言特高压直流输电系统由于其自身条件限制，距离较远、地形复杂，一旦发生故障，很难修复，一定程度上会影响人们的用电。
1神经网络概述神经网络与人脑结构相似，其内部连接方式也与人脑有一定相似之处，也可以说是对人脑中神经元连接方式和处理信号方式的一种模仿。
借助神经网络的自学能力，向计算机网络系统中输入大量数据，使其自行整合、分析、归纳，最后整理出一个系统的所有数据之间的特定的规律，将其运用到特高压直流输电系统的监测中，可以达到很好的预测故障的效果，减少故障发生带来的损失。
2基于神经网络的特高压双端故障测距方法2.1BP 神经网络测距法2.1.1BP 神经网络结构BP 神经网络是当前特高压测距中较为常见的方法，该神经网络有多层，且各层之间不是单向连接，而是采用全连接方式，使整个神经网络处于一个整体状态。
2.1.2BP 神经网络模型测距BP 神经网络是一种多层前馈神经网络，其算法对初始权值具有较强的依赖性，以特高压输电线路为例，在进行测距时可以基于BP 神经网络的“信号向前传递，误差反向传播”的特点，针对高压直流输电线路在不同故障距离时频率不同的特点进行测距，该模式作用于传输层，经过隐形层的处理后，进行误差逆向传播，进而获得各个单元层的误差信号，直至误差减少到可以接受的程度为止。
2.2直流输电线路双端量神经网络测距法双端量在原理上可以使故障定位更加准确，甚至可以完全消除误差。
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摘 要 ： 针 对 双端 故 据 不 同 步 的测 距 算 法 中 存 在 的 伪 根 判 断 、 收 敛性 、 计 算 量 大等 问题 ， 提 出 了 一 种 快 速 精 确 的 双端 测 距
法 此 算 法 基 于线 路 分 布参 数 模 型 ． 通 过 分 析 高 压 输 电 线路 电 压 幅值 曲线 的 单 调 性 和 周期 性 ． 在 迭代 过 程 中根 据 故 障 点 ｔ 乜压
条件 ， ．
除过渡【
一 股 尤约 ｆ 圮化 题 ． 卡 ¨ 的
址 要 证 叫全线 路 Ｌ｝ ｌ 仃 ・ 个点 满 足电
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数， ｆ 难 做 ｙ ｉ Ｊ 蚁端 数掂 亢 个 ＝ ㈨步． 此 两 端 数 据 不 同 的 Ｉ舣 端 洲 法Ｊ ｔ ＇ ｆ ｉ ‘ 火的 ｒ 用价值 ［ ４ ｉ 埘 十
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１ 基 本 原 理
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足． 计 诈速 ， 更快 ， 精 度高． 解 臭了快 速性 和伪 根 判 决 的 矛 盾
关键 词 ： 故障测距 ； 双端 数 据 不 同步 ： 二 分搜 索法 ： 分布式参数： 高 压 输 电 线路
中 图分类 号 ： Ｔ Ｍ７ ７
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文献标 志码 ： Ａ
文章 编号 ： ｌ ０ ０ ９ ０ ６ ６ ５ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ ０ ０ ３ ６ ０ ６
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变化 趋 势 自动 对伪 根 进 行识 别 ， 从 而 确 定 下一 次 搜 索 的 方 向 ， 采 用二 分 法 快 速 求 出故 障点 的 位 置 算 法 实现 简单 ． 计 算 适小 ，
不 安求 双端 数据 同步 ， 能ｊ ｛ ｉ 除 过 渡 电 阻的 影 响 ． 具 有较 高 的 实用 价值 经 过 Ｐ Ｓ ＣＡ １ ）仿 真 证 明 ． 此 尊 法 克 服 了 以往 算 法 的 不
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Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
一
种 自动识别伪根 的双端 故 障测距 快速精确算 法
王 忠 ，刘 奎 ，陆金 凤 ，沈 军 ， 赵 青 春
【 Ｉ ｝ ＝ 『 ｊ 南瑞继 保 电气行 公 ， 江苏 南 京 ２ １ １ １ ０ ２ ）