CN105137281B - 一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力系统继电保护领域，公开了一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，主要包括步骤1，相模变换；2，查找故障初始时刻；步骤3，提取初始时刻后定时窗数据；步骤4，在定时窗内搜索故障点反射波及分界点反射波；步骤5，判断反射波性质。当电缆‑架空线混合线路故障后，通过单端暂态电压、电流行波的故障点反射波、分界点一次、二次反射波的综合特征识别及对比，快速判断故障点位于架空线段或电缆段，用于辅助线路重合闸投切决策。
Description
技术领域
本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法。
背景技术
电缆-架空线混合线路在城市电网中得到了广泛应用，但对继电保护和重合闸配置比单一架空线路提出了更高的要求。由于架空线故障多为瞬时故障，绝缘可恢复，而电缆故障多为永久故障，重合闸的投入会导致故障后的二次冲击。为保证电缆安全，相当数量的电缆-架空线混合线路重合闸未投入，因此瞬时性故障也将造成整条线路长时间停电，这就降低了供电可靠性。
为提高混合线路供电可靠性及安全性，混合线路重合闸应具备自适应功能，即：故障点位于架空线段时自动投入重合闸，电缆线路故障则闭锁重合闸，而混合线路区间定位则是自适应重合闸的基础。
国内外多个研究单位在混合线路区间定位领域开展了相关研究工作，提出的方案主要包括以下三个：行波测距、距离元件以及加装互感器及保护装置，其原理如下：
(1)基于行波测距的区间定位：在线路两侧安装行波测距装置，通过双端行波测距判断故障点位置，结合线路结构实现区间定位。
(2)基于距离元件的重合闸配合：在线路保护上设两段距离保护元件，其中一段距离整定为母线至分界点的电缆段，另一段则整定为母线至分界点的架空线段，通过不同的阻抗段的配合来识别故障区段。
(3)加装互感器及保护装置的区间定位：在电缆—架空线路分界点处加装电流互感器及光纤电流差动保护，故障发生时，差动保护可以精确判断故障区段，从而实现电缆段故障闭锁重合闸，架空线段故障起动重合闸的要求。
目前，上述混合线路区间定位方法受技术、成本限制均未取得广泛应用。基于距离元件的混合线路区间定位技术实现简单，但技术上难以克服互感器、线路参数导致的误差，且受过渡电阻影响较大。基于行波原理及加装互感器的混合线路区间定位方法优点在于算法理论精度较高，但需要双端装置配合以及GPS和光纤通信的支持，一方面成本较高，另一方面对于数量众多的中低电压等级混合线路而言，基本上不具备现场实施条件。同时，依靠通讯配合的区间定位方法也很难满足与重合闸配合的时间要求。
因此，本发明提出了一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，当电缆-架空线混合线路故障后，通过单端暂态电压、电流行波的故障点反射波、分界点一次、二次反射波的综合特征识别及对比，快速判断故障点位于架空线段或电缆段，用于辅助线路重合闸投切决策。
本发明提供了一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，主要包括如下步骤：
步骤1，基于单端电气量进行相模变换，减少暂态行波相间耦合对区间定位的影响；
步骤2，利用小波变换检测暂态电压、电流行波信号突变点，作为故障初始时刻；
步骤3，提取电压、电流行波故障初始时刻后定时窗数据，时间窗的大小由电缆长度确定；
步骤4，在定时窗内搜索所有电压/电流同极性、幅值接近的反射波头，以电压/电流行波初始波头为基准，计算各反射与初始波头相对值uxf和ixf；
步骤5，判断反射波性质。
进一步地，在步骤1中：以Clark变换作为相模变换矩阵，获得式(1)中对应的α模量
iA(k)、iB(k)、iC(k)分别为故障线路A、B、C三相电流，iα(k)为变换后的α模量，k＝1、2、3、4…N，N为自然数表示的采样序列长度，电压变换矩阵与式(1)类似。
进一步地，在步骤3中，当电缆长度不确定或波速不易判断时，选择分界点二次反射波辅助计算定时窗大小。
进一步地，在步骤4中，故障点反射波、分界点反射波均应满足式(2)：
δ为与互感器暂态响应相关的定值，在0.5～2之间取值。
进一步地，在步骤5中，设故障初始波时刻为T0，故障点反射波时刻为T1，分界点反射波时刻为T2，电缆长度为L1，电缆波速为v1；
当故障点位于架空线段，符合以下式(3)条件：
T1–T0＝T2–T0 (3)；
当故障点位于电缆段，符合以下式(4)条件：
(T1+T2–2T0)*v1＝L1 (4)。
进一步地，在步骤5中，存在以下两种情况时，需要执行步骤6：
1)故障点距离母线或分界点较近，故障点反射波或分界点反射波有可能与初始故障行波或分界点二次反射波叠加；
2)故障为高阻故障或金属性故障，仅能识别到故障点反射波或分界点反射波其中一种；
步骤6：判别分界点二次反射波幅值是否越限。
进一步地，步骤6中，以电压/电流分界点二次反射波幅值的差值越限作为区间识别判据，设分界点二次反射波幅值为Cu、Ci，分界点二次反射波幅值差值整定值为δu、δi，符合以下式(5)条件：
uxf2-Cu＞δu，ixf2-Ci＞δi (5)。
与现有混合线路区间定位方法相比较，本发明所提供的基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法具有以下优点：
(1)成本较低、可行性较高。本发明所述的方法基于单端电气量的检测、对比，对硬件条件要求较低，信号采样直接利用现有互感器，无需GPS、通讯通道支持，具备较好工程可行性
(2)数据要求低，算法逻辑简单，快速性较好。本发明所述方法基于混合线路单端电气量数据，无需两端数据支持，且仅需要故障初始时刻后较短数据(1ms以内)即可完成区间定位，算法逻辑较为简单，相对于现有依靠线路两端数据或工频量的算法，完全可满足与重合闸配合时间要求。
(3)适用范围广，可靠性好。由于仅检查定时窗内反射波幅值、极性，这些特征与分支线路、电缆位置均无关；同时，暂态电压、电流行波在分支线路末端及相邻线路末端反射波呈现较大差异，分支线路等干扰因素均不影响本发明所述方法的计算。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图说明
图1：本发明的算法整体流程图。
图2：混合线路故障点处于不同位置时反射波对比示意图，其中(a)故障点位于电缆段，(b)故障点位于架空线段。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述方法适用于仅有单段电缆的电缆-架空线混合线路。
本发明中采用相对值分析，便于电压、电流的行波幅值对比，下文所述幅值均为相对值。
参见附图1，本发明提供了一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，主要包括如下步骤：
步骤1：相模变换。
由于暂态行波在传输过程中存在耦合，基于单端电气量进行相模变换，减少相间耦合对区间定位的影响。本发明中以Clark变换作为相模变换矩阵，获得式(1)中对应的α模量
式(1)中，iA(k)、iB(k)、iC(k)分别为故障线路A、B、C三相电流，iα(k)为变换后的α模量，k＝1、2、3、4…N，N为自然数表示的采样序列长度，电压变换矩阵与式(1)类似。
步骤2：查找故障初始时刻。
利用小波变换检测暂态电压、电流行波信号突变点，作为故障初始时刻。
步骤3：提取初始时刻后定时窗数据。
提取电压、电流行波故障初始时刻后定时窗数据，时间窗的大小由电缆长度确定(即使以较长的海底电缆计，绝大多数情况下时间窗也少于1ms)，当电缆长度不确定或波速不易判断时，选择分界点二次反射波辅助计算定时窗大小。
步骤4：在定时窗内搜索故障点反射波及分界点反射波。
在定时窗内搜索所有电压/电流同极性、幅值接近的反射波头，以电压/电流行波初始波头为基准，计算各反射与初始波头相对值(分别是uxf和ixf)，故障点反射波、分界点反射波均应满足：
δ为与互感器暂态响应相关的定值，大致在0.5～2之间取值，可根据试验或历史值得到。
步骤5：判断反射波性质。
当故障点位于架空线段，且距离分界点较远时，在定时窗内仅存在分界点二次反射波，但故障点距离电缆-架空线分界点较近时(即距离短于电缆长度1.9倍)，在定时窗内可能存在分界点-故障点一次/二次反射波，假设故障初始波时刻为T0，故障点一次反射波时刻为T1，分界点一次反射波时刻为T2，符合以下式(3)条件：
T1–T0＝T2–T0 (3)，
且多数情况下存在三次反射波。
当故障点位于电缆段，且距离母线或分界点距离较远时，多数情况下，定时窗内能搜索到故障点反射波和分界点反射波，故障点反射波及分界点反射波符合电缆长度约束。假设故障初始波时刻为T0，故障点反射波时刻为T1，分界点反射波时刻为T2，电缆长度为L1，电缆波速为v1，符合以下式(4)条件：
(T1+T2–2T0)*v1＝L1 (4)。
但在以下两种情况，需要通过步骤6进一步识别，
1)故障点距离母线或分界点较近，故障点反射波或分界点反射波有可能与初始故障行波或分界点二次反射波叠加。
2)故障过渡电阻偏大(高阻故障)或偏小(金属性故障)，仅能识别到故障点反射波或分界点反射波其中一种。
步骤6：判别分界点二次反射波幅值是否越限。
在多数架空线故障情况下，分界点二次反射波幅值接近于定值，该定值可由历史数据或基于特征阻抗获得，假设为Cu、Ci。在步骤5所述的两种情况中，当故障点距离母线或分界点较近时，由于近端故障的来回折反射将明显改变分界点二次反射波幅值；当故障过渡电阻偏大或偏小时，由于受过渡电阻的影响同样会明显改变分界点二次反射波幅值。令分界点二次反射波幅值差值整定值为δu、δi，符合以下式(5)条件：
uxf2-Cu＞δu，ixf2-Ci＞δi (5)，
如式(5)所示，本发明中以电压/电流分界点二次反射波幅值的差值越限作为区间识别判据。
本发明通过对故障后定时间窗内电压、电流反射波极性、幅值、时刻对比进行快速区间定位。下面结合附图2，对本发明的原理进行详细说明。
如图2(a)、(b)所示，故障点位于不同线路段时，本发明的定位方法基本原理如下：
(1)故障点位于电缆段。
若故障点位于电缆段，设定电缆长度为L1，电缆波速为v1，则在故障初始波头后定时窗(2×L1/v1)内应存在三类反射波：
1)初始故障行波到达分界点后产生的反射波，简称为分界点反射波；
2)初始故障行波到达母线端反射，反射波返回故障点再次反射行波，简称为故障点反射波；
3)初始故障行波达到母线端反射，反射波通过故障点折射，到达分界点再次反射行波，简称为分界点二次反射波。
(2)故障点位于架空线段。
若故障点位于架空线段，则在故障初始波头后定时窗内应只有分界点二次反射波，当故障点距离分界点较近时(即小于电缆段长度1.9倍)，有可能存在分界点-故障点一次、二次反射波。
若以初始电压/电流行波为基准值，βu0、βu1、βu2分别为变电站母线端、故障点以及分界点电压反射系数；βi0、βi1、βi2分别为变电站母线端、故障点以及分界点电流反射系数；αi0、αu1分别为故障点电压、电流折射系数。由于电压、电流反射系数幅值相等、极性相反，折射系数相同。
当以初始电压、电流行波为基准值时，各类型反射波基本特征如下：
(1)故障点位于电缆段时。
1)故障点电压/电流反射波相对值：
uxf0＝βu0βu1，ixf0＝βi0βi1 (6)。
故障点电压、电流反射波极性相同，均为正极性反射，幅值相近且位置基本一致，反射波幅值与过渡电阻相关。本发明中采用相对值分析，便于电压、电流的行波幅值对比，下文所述幅值均为相对值。
2)分界点电压/电流反射波相对值：
uxf1＝-αu1βu2，ixf1＝-αi1βi2 (7)。
由于初始电压、电流行波反向，分界点电压、电流反射波极性相同，均为正极性反射，幅值相近位置基本一致，反射波幅值与过渡电阻及特征阻抗(架空线在260-500欧姆之间，电缆约在100-160欧姆之间)相关。
3)分界点二次电压/电流反射波相对值：
uxf2＝αu1αu1βu0βu2，ixf2＝αi1αi1βi0βi2 (8)。
分界点电压、电流二次反射波两者极性相同，均为负极性反射，出现时刻基本一致与电缆长度相关，幅值上与过渡电阻及特征阻抗均关联，由于分界点二次反射波两次穿过故障点，因此幅度受过渡电阻影响较大。
(2)故障点位于架空线段时。
1)故障点-分界点电压/电流一次反射波相对值：
uxf1＝βu1βu2，ixf0＝βi1βi2 (9)。
即故障点电压、电流一次反射波两者极性相同，均为正极性反射，幅值相近且出现时刻基本一致，反射波幅值与过渡电阻及特征阻抗相关，二次反射波与一次反射波特征类似。
2)分界点二次电压/电流反射波相对值：
uxf2＝βu0βu1，ixf2＝βi0βi1 (10)。
即分界点电压电流二次反射波两者极性相同，幅值相近且出现时刻基本一致与电缆长度相关，反射波幅值仅与特征阻抗相关，故障点位于架空线段时，分界点二次反射波基本为一定值。理论上，电压、电流的分界点二次反射波幅值应接近，但在实际计算中，分界点二次反射波往往与入射波叠加，因此，往往存在一定差异。
实施例。
下面以几个典型案例说明算法应用。数据来源于EMTDC/PSCAD电磁仿真软件，系统模型基于国网安徽省电力公司淮南供电公司220kV洛河变电站搭建，为便于说明问题，对电缆长度做了适当修改，电缆长度为2.2km，架空线长度为23km，采样频率为1MHz，仿真线路采用频率相关模型，仿真过程中考虑了电流/电压互感器暂态响应特性。
例1：故障点位于电缆段，距离分界点约500m，金属性短路，过渡电阻1欧姆。
表1暂态行波波头列表
表1中故障初始波头时刻为1014，由电缆长度可知，分界点二次反射波与初始波头相差约30us，因此定时窗大小也为30us左右。由表1可知，当故障点位于电缆段时，在定时窗内可识别出分界点反射波及故障点反射波，两者均呈现极性相同，幅值接近的特征，且符合步骤5所述约束条件，可认定为故障位于电缆段。
例2：故障点位于架空线段，距离分界点约5km。
表2暂态行波波头时刻及幅值列表
由表2可知，当故障点位于架空线段时，在定时窗内未发现同极性、幅值接近的反射波头，可认定故障位于架空线段；但时间窗之后可清晰识别出分界点-故障点一次、二次反射波。与表1相比，分界点二次反射波明显增强，如前所述，分界点二次反射波幅值在多数情况下接近于一定值，该值即作为常量。
例3：故障点位于电缆段，距离分界点200m。
表3暂态行波波头时刻及幅值列表
| 波头时刻 | 1017 | 1029 | 1040 | 1045 | 1085 | 1096 |
| 电流相对值 | 1 | -0.16025 | 0.101191 | 0.12095932 | -0.20238753 | 0.137179 |
| 波头性质 | 初始波头 | |||||
| 波头时刻 | 1017 | 1029 | 1040 | 1045 | 1050 | 1063 |
| 电压相对值 | 1 | -0.17202 | 0.074338 | 0.0918639 | -0.12697323 | 0.391388 |
| 波头性质 | 初始波头 |
由表3可知，当故障点位于电缆段时，由于故障点距离分界点较近，导致入射波与反射波叠加降低了分界点二次反射波幅值，在故障初始波头后30us未发现本应出现分界点二次反射波。
例4：故障点位于电缆段，距离分界点500m，过渡电阻100欧姆。
表3暂态行波波头时刻及幅值列表
由表4可知，当故障点位于电缆段时，由于受过渡电阻的影响，在故障初始波头后30us出现的分界点二次反射波幅值明显降低。
综合以上的叙述，现有的混合线路区间定位基本思路为利用距离元件或双端测距方式进行区间定位，但受成本、现场条件、算法原理本身缺陷等原因限制未获得普遍应用。由于混合线路快速区间定位主要目的是快速确定故障点位于架空线段还是电缆段，因此，本发明的快速区间定位方法并不需要精确定位故障点位置，只需对故障点位于架空线段和电缆段故障特征进行比较即可。
以上内容在具体应用中，技术人员有可能需要根据具体情况作个别调整和改变。以上对本发明的说明仅是优选范例，并不能被理解为对本发明内容的限制。
Claims (6)
1.一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
步骤1，基于单端电气量进行相模变换，减少暂态行波相间耦合对区间定位的影响；
步骤2，利用小波变换检测暂态电压、电流行波信号突变点，作为故障初始时刻；
步骤3，提取电压、电流行波故障初始时刻后定时窗数据，时间窗的大小由电缆长度确定；
步骤4，在定时窗内搜索所有电压/电流同极性、幅值接近的反射波头，以电压/电流行波初始波头为基准，计算各反射与初始波头相对值uxf和ixf；
步骤5，判断反射波性质，
设故障初始波时刻为T0，故障点反射波时刻为T1，分界点反射波时刻为T2，电缆长度为L1，电缆波速为v1；
当故障点位于架空线段，符合以下式(3)条件：
T1-T0＝T2-T0 (3)，
当故障点位于电缆段，符合以下式(4)条件：
(T1+T2-2T0)*v1＝L1 (4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，其特征在于，
在步骤1中：以Clark变换作为相模变换矩阵，获得式(1)中对应的α模量
式(1)中，iA(k)、iB(k)、iC(k)分别为故障线路A、B、C三相电流，iα(k)为变换后的α模量，k＝1、2、3、4…N，N为自然数表示的采样序列长度，电压变换矩阵与式(1)类似。
3.根据权利要求1所述的一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，其特征在于，
在步骤3中，当电缆长度不确定或波速不易判断时，选择分界点二次反射波辅助计算定时窗大小。
4.根据权利要求1所述的一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，其特征在于，
在步骤4中，故障点反射波、分界点反射波均应满足式(2)：
uxf/ixf＜δ (2)，
δ为与互感器暂态响应相关的定值，在0.5～2之间取值。
5.根据权利要求1所述的一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，其特征在于，
在步骤5中，存在以下两种情况时，需要执行步骤6：
1)故障点距离母线或分界点较近，故障点反射波或分界点反射波有可能与初始故障行波或分界点二次反射波叠加；
2)故障过渡电阻为高阻故障或金属性故障，仅能识别到故障点反射波或分界点反射波其中一种；
步骤6：判别分界点二次反射波幅值是否越限。
6.根据权利要求5所述的一种基于单端电气量及暂态行波综合特征分析的混合线路故障点定位方法，其特征在于，
步骤6中，以电压/电流分界点二次反射波幅值的差值越限作为区间识别判据，设分界点二次反射波幅值为Cu、Ci，分界点二次反射波幅值差值整定值为δu、δi，符合以下式(5)条件：
uxf2-Cu＞δu，ixf2-Ci＞δi (5)，
式(5)中，uxf2为分界点二次电压反射波相对值，ixf2为分界点二次电流反射波相对值。
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| CN108627737B (zh) * | 2017-03-15 | 2023-09-15 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种行波测距闭锁时间的测试系统及测试方法 |
| CN107229001B (zh) * | 2017-06-05 | 2019-12-27 | 天津大学 | 基于故障区域快速识别的混合线路故障定位方法 |
| CN107359599B (zh) * | 2017-07-20 | 2019-04-09 | 许继集团有限公司 | 一种差动电流时差修正方法、装置及差动保护方法、装置 |
| WO2019025840A1 (en) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | Abb Schweiz Ag | METHOD AND DEVICE FOR IDENTIFYING DEFECT SECTION IN MULTI-TERMINAL MIXED LINES |
| CN108169626B (zh) * | 2018-01-16 | 2021-05-14 | 国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司 | 一种t型输电线路故障定位方法和系统 |
| CN109406946A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-01 | 昆明理工大学 | 一种同塔双回t接输电线路的单端行波测距方法 |
| CN109884462B (zh) * | 2018-12-03 | 2022-10-04 | 国家电网有限公司 | 一种高压单芯电缆的短路故障定位方法及系统 |
| CN109782133A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-21 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种多段电缆-架空线混合线路故障定位方法 |
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| CN110943447B (zh) * | 2019-11-21 | 2021-02-26 | 中国南方电网有限责任公司 | 一种电力系统失步振荡中心识别方法及装置 |
| CN111537833A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-14 | 广州长川科技有限公司 | 一种电缆综合在线监测装置及方法 |
| CN111896840B (zh) * | 2020-07-15 | 2023-06-27 | 武汉三相电力科技有限公司 | 基于故障行波电压判断混合线路中故障区间的方法和系统 |
| CN112003233B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-03-22 | 西安理工大学 | 一种基于数字仿真的时域距离保护阻抗元件整定方法 |
| CN112083263B (zh) * | 2020-07-24 | 2023-05-26 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于行波原理的多源数据融合的高压电缆线路故障在线定位装置及定位方法 |
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| CN112305378B (zh) * | 2020-10-21 | 2023-05-30 | 中国科学院声学研究所南海研究站 | 一种光电复合海缆故障测距系统及故障测距方法 |
| CN112285490A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-01-29 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种高压直流输配电线路故障检测定位方法 |
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| CN113092946A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-09 | 国网北京市电力公司 | 一种配电网多分支架空-电缆混合线路接地故障定位方法及装置 |
| CN113533900B (zh) * | 2021-07-02 | 2022-09-13 | 国网浙江省电力有限公司金华供电公司 | 一种配电网线缆混合线路的故障区段判定系统及方法 |
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| CN114019311A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-08 | 国网山东省电力公司乳山市供电公司 | 一种用于电力调度自动化系统的故障检测及排除方法 |
| CN114089104B (zh) * | 2021-11-12 | 2022-12-09 | 西安交通大学 | 一种基于线路边界线路侧电压的故障方向判别方法及系统 |
| CN114325245B (zh) * | 2022-01-14 | 2023-07-14 | 湖南大学 | 基于行波数据深度学习的输电线路故障选线与定位方法 |
| CN114859179B (zh) * | 2022-05-27 | 2024-06-04 | 湖南大学 | 一种消去波速影响的混合线路配电网行波故障定位方法 |
| CN115308534B (zh) * | 2022-09-16 | 2023-07-21 | 西南石油大学 | 一种t接输电线路故障支路诊断方法 |
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| CN115963358B (zh) * | 2023-03-13 | 2023-08-04 | 昆明理工大学 | 一种混合三端柔性直流输电线路故障测距方法及系统 |
| CN117031213B (zh) * | 2023-10-09 | 2024-01-19 | 江苏省电力试验研究院有限公司 | 一种混合线路故障快速定位方法及装置 |
| CN117767228B (zh) * | 2023-11-15 | 2024-07-23 | 国家电网有限公司华东分部 | 基于暂态频谱分量的母线保护方法、装置、设备及介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101299538A (zh) * | 2008-04-08 | 2008-11-05 | 昆明理工大学 | 一种电缆-架空混合线路故障行波测距方法 |
| CN102508109A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-06-20 | 山东理工大学 | 高压架空线-电缆混合线路组合行波故障测距方法 |
| US8410786B1 (en) * | 2008-10-06 | 2013-04-02 | Anritsu Company | Passive intermodulation (PIM) distance to fault analyzer with selectable harmonic level |
| CN103278747A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-04 | 东南大学 | 一种结合时频特征的高压输电线路单端行波故障测距方法 |
| CN104062549A (zh) * | 2014-06-20 | 2014-09-24 | 国家电网公司 | 分布参数识别法与行波法结合的配网混合线路测距方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012108011A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 事故点標定方法 |
| CN102253315B (zh) * | 2011-06-28 | 2016-05-25 | 中电普瑞科技有限公司 | 基于单端测距的故障定位方法 |
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN101299538A (zh) * | 2008-04-08 | 2008-11-05 | 昆明理工大学 | 一种电缆-架空混合线路故障行波测距方法 |
| US8410786B1 (en) * | 2008-10-06 | 2013-04-02 | Anritsu Company | Passive intermodulation (PIM) distance to fault analyzer with selectable harmonic level |
| CN102508109A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-06-20 | 山东理工大学 | 高压架空线-电缆混合线路组合行波故障测距方法 |
| CN103278747A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-04 | 东南大学 | 一种结合时频特征的高压输电线路单端行波故障测距方法 |
| CN104062549A (zh) * | 2014-06-20 | 2014-09-24 | 国家电网公司 | 分布参数识别法与行波法结合的配网混合线路测距方法 |
Non-Patent Citations (2)
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| A new single ended fault location algorithm for combined transmission line considering fault clearing transients without using line parameters;Ismail Niazy et.al;《Electrical Power and Energy Systems》;20131231;第44卷;第816-823页 * |
| 电缆-架空线混合线路故障行波测距新方法;术洪春 等;《电力自动化设备》;20081031;第28卷(第10期);第1-7页 * |
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