长沙理工大学 朱 鹏

针对高压直流电缆故障发生时难以及时有效确定故障位置的问题。在考虑因电缆线路的感抗特性及电容分流导致不同频率能量在线路中传播发生不同程度衰减的特征，通过从频带能量角度分析，利用S变换对直流电缆两端采集的电气信号进行时频转换，计算出特定频带的信号能量，根据直流电缆故障时，信号能量向两端传播时，衰减的能量与频率和电缆长度有关的特性，构造特定频带能量的距离方程，实现直流电缆故障定位。最后利用PSCAD/EMTDC搭建220KV柔性直流输电线路模型，对所提方法进行验证，实验结果表明方案可以有效的确定接地短路故障位置。

本文根据故障时故障位置产生暂态故障信号能量，直流电缆的感抗特性等使得暂态故障信号能量在输电线路中会发生衰减，且不同频率的信号能量受感抗特性的影响不同，即不同频率的信号能量在相同线路长度中的衰减剧烈程度不同，故障信号的衰减与频率和电缆长度有关，因此特定频带的信号能量在电缆中传播时，其衰减仅与信号在电缆中传播的长度和衰减系数有关。故在直流区段首段安装电压电流采集器，将采集的电气量进行S变换，转换到频域上进行分析，构造电缆两端所采集的特定高频信号能量与距离的方程，实现故障测距，最后利用PSCAD/EMTDC搭建220KV柔性直流输电线路模型，对所提方法进行验证。

1 理论分析

1.1 柔性直流输电线路

图1所示柔性直流输电系统主要由交流电源、变压器、换流器、平波电抗器、直流滤波器、滤波器、直流输电线路等构成。……