基本介紹
- 中文名：選線
- 外文名：route selection
- 特性：道路工程術語
基本任務,選線定位方法,注入半波直流的選線定位原理,直流電流詳細分析,基於風險的長輸油氣管道選線最佳化方法,選線目標,選線約束條件,路線最佳化,配電網故障選線,故障選線方法,電力系統故障識別方法,
基本任務
①根據國家政治、經濟、國防的需要和設計線在交通運輸系統和鐵路網中的地位作用，以及在經濟調查中獲取的該線客貨運量資料，結合地區自然條件、資源分布、農業發展等情況，規劃線路的基本走向，研究起訖點接軌方案，選定設計線的主要技術標準（鐵路等級、正線數目、牽引種類、牽引質量、限制坡度、路段列車設計行車速度、最小曲線半徑、到發線有效長、機車交路和信聯閉設備等）；②根據沿線地形、地質、水文等自然條件和城鎮、交通、農田、水利設施等具體情況，設計線路的空間位置，確定線路平面坐標和設計高程；③與鐵路設計相關專業共同研究，正確布置線路上各種建築物，如車站、橋樑、隧道、涵洞、路基擋土牆以及機務、車務、給排水、通信信號、動力供應、生產生活的房屋建築等，確定其基本位置、規模和類型，使各種建築物和設備在總體上相互協調配合，在全局上經濟合理；④對於既有線改造，根據該線增長的客貨調查運量，研究適應運量增長的各種技術改造措施，經比選確定最佳改造方案，並進行既有線平面、縱斷面改建設計及站場和相關運營生產設備的改建設計，如需增設第二線則需做二線邊側選定，換邊和線間距設計及站場等的擴建設計。
選線定位方法
小電流接地故障選線定位問題在現場一直沒有得到徹底解決。不少情況下，仍用傳統的順序拉閘法和目測巡線法查找故障線路和故障點。經過多年的研究，已有多種不同的選線原理問世，並有多種實用化裝置投入運行，取得了一定的套用效果。但是，由於各種查找單相接地故障的保護裝置主要利用了較小的特徵量作為判據，準確率較低。為基於單相接地故障穩態量的典型選線定位原理，利用零序電流、零序電壓的幅值和相位關係構成判據，判據特徵量較小。為基於單相接地故障暫態量的選線定位原理，雖然故障的暫態量比穩態量大很多倍，但有故障電氣量存在時間短不易採集故障數據的缺陷。為基於外加診斷信號的選線定位原理，該類原理開闢了小電流接地故障選線定位原理的新蹊徑，以“S注入法”為代表，因從母線PT 的二次側向故障相注入特殊的交流信號，受母線 PT 容量的限制，注入的判據信號較微弱。為利用信息融合理論的綜合性選線定位判據，儘管各種選線原理一定程度上能夠取長補短，但每一種選線原理仍然是依據較小的判據特徵量，特別是高過渡電阻故障時，判據特徵量更小，不能從本質上提高選線定位的準確率。
注入半波直流的選線定位原理
為增大選線定位判據特徵量，根據小電流接地故障中性點對地電壓的變化特徵，提出從系統中性點處向故障系統注入半波直流電流，由中性點對地電壓為直流發生裝置提供電源，直流發生裝置由高壓矽堆 D、限流電阻 R 和投切開關 Kd 構成，接於接地變一次側中性點。直流發生裝置僅在單相接地故障發生後短時投入，選線定位結束後即切除。
發生接地故障時，中性點對地電壓不為 0，直流發生裝置投入後，將會產生半波直流電流，對中性點不接地系統，該直流電流在系統中性點、接地線路接地相、接地點和大地之間形成迴路；對消弧線圈接地系統，消弧線圈對地支路有半波直流電流流通。可見，只有故障饋線中變電站至接地點的線路中有直流電流流通，而非故障饋線中沒有該直流電流。因此，通過對半波直流電流尋蹤可實現故障選線和定位，即為注入半波直流的選線定位原理。
直流電流詳細分析
針對小電流接地故障選線定位判據數值小導致選線準確率低和定位困難的現狀，以增大判據特徵量為思路，在詳細分析了小電流接地故障時中性點對地電壓變化規律的基礎上，提出了注入半波直流的選線定位原理。對注入的直流電流進行了詳細分析，對該原理的抗過渡電阻能力及其對配電網的影響進行了分析，得出如下結論：
（1）該原理能夠適用於中性點不接地系統和消弧線圈接地系統。對中性點不接地系統，具有很高的抗過渡電阻能力和較高的選線定位靈敏度；對消弧線圈接地系統，抗過渡電阻能力和選線定位靈敏度降低，可通過調節直流發生裝置的限流電阻提高靈敏度。
（2）注入的直流電流不影響配電網的正常運行。注入直流電流的大小以半波直流電流的檢測精度為條件，即在滿足半波直流電流的檢測精度的前提下，可儘量減小注入直流電流的量值。
（3）現場實驗和仿真數據表明該選線定位原理的有效性。基於該原理的選線定位裝置已投入現場試運行，選線定位準確。
基於風險的長輸油氣管道選線最佳化方法
長輸油氣管道選線是複雜的多目標決策問題 ，控制事故風險、降低建設成本是選線的兩個主要目標。用多目 標決策理論，以選擇風險可接受且建設成本較低的路線為最佳化目標，提出了長輸油氣管道選線最佳化方法。通過研 究最佳化目標的計算方法，分析選線的約束條件，確定格線劃分的精度及範圍，建立了選線最佳化模型，運用動態規 划算法求解該模型並進行了實例套用 。
選線目標
事故風險和建設成本是長輸油氣管道選線的2 個關鍵因素，將其作為管道選線的2 個最佳化指標，目標是選擇風 險可接受且建設成本較低的路線 。
選線約束條件
根據長輸油氣管道總體建設目標，結合上述限制條件，可以大致確定管道的走向 、不能經過的區域以及關鍵控制點，在一定程度上控制了風險。社會風險是‘以曲線的形式進行表示，不能以單一數值反映特定區域的風險水平，因此不宜將其作為約 束條件，由個人風險和人員數量計算得到的p，將風險水平轉變為一個區間 ，是2個最佳化 目標之一，也不能作為約束條件。
路線最佳化
1）長輸油氣管道個人風險標準和村莊或建（ 構）築物的搬遷情況可作為選線的約束條件。根據中國對管道安全距離的規定，通過重新定義居住類高密度人員場所和敏感區域周邊局部範圍的地形地貌類型，可以限定管線的走向並有效控制選線方案中特殊區域的個人風險。
2）路線最佳化因受到長輸油氣管道沿線地形地貌、人口分布和敏感區域存在位置等因素的影響，會導致事故風險 目標和建設成本目標在最優路線方案中的重要度發生變化，需要根據實際情況對兩個最佳化目標的權重分配講行調整。
配電網故障選線
針對現有的供配電系統的故障選線方法存在故障識別率不高和可靠性難以定量分析的問題，提出了一種基於改進的希爾伯特黃變換(HHT)和信心度的供配電系統故障選線的新方法。
故障選線方法
出現了很多故障選線方法，在理論上故障選線的方法已經相對成熟，但是在小電流接地系統中，每條饋線線路繁雜，真正能用到實際的選線技術少之又少。相對於故障穩態分量，故障暫態分量包含的故障特徵更明顯。採用小波算法處理故障行波信號，通過特徵信號制定選線機制達到選線的目的。採用小波變換，分析提取到的暫態零序電流信號，通過奇異性分析實現故障選線。將信息熵套用到故障信號特徵向量的提取中，可以有效的排除干擾，正確地提取特徵信號。
通過對研究成果的總結，提出了基於改進HHT 變換和信心度的供配電系統故障選線新方法，提取每條饋線暫態零序電流分量在故障時刻的瞬時相角和幅值信息，通過比較相角關係制定故障選線投票機制。利用特徵點瞬時幅值判斷投票的可信性，並制定了合理的選線信心度，得到故障選線結果。在 ATP/EMTP 中建立了仿真模型進行驗證，針對不同故障工況，經過大量的仿真和計算，表明該方法定義的選線信心度合理，大大提高了選線結果的正確性和可信度，為配電網小電流接地故障選線提供了重要的參考作用。
電力系統故障識別方法
針對小電流接地系統提出了一種基於改進的HHT 和信心度配電網故障選線新方法。通過改進的HHT 變換準確提取故障特徵量，利用瞬時特徵量判斷投票的可信性。並制定了合理的選線信心度，然後進行故障選線識別。經過仿真驗證該方法選線正確率很高，計算時間極大縮短，並且不受過渡電阻、故障位置和故障初相角的影響，同時，為故障選線的結果提供了一個可靠性的度量，拓展了配電網故障選線的新思路，也為電力系統故障識別提供了重要的參考作用。
