同塔双回输电线路行波测距相关问题的研究--《东南大学》2015年硕士论文
同塔双回输电线路行波测距相关问题的研究
【摘要】：同塔双回输电线路能有效提高单位输电走廊下的传输容量,具有很高的经济和社会效益,但由于其结构的复杂性,无疑加大了故障定位的难度,力求快速、准确、有效地实现故障定位,是提高电网安全运行的有力保障。针对同塔双回输电线路的特点,总结同塔双回输电线路相模变换并对故障进行分类与仿真,主要对结合时频特征的单端行波故障测距方法展开相应研究。介绍了输电线路行波测距方法分类,行波折反射理论,阐述了影响行波测距精度的主要因素,介绍了针对同塔双回线路中不同类型线路的相模变换矩阵推导方法,总结出适用于同塔双回输电线路的相模变换矩阵。将同塔双回输电线路的故障进行分类,并在ATP-EMTP中进行建模仿真,分析相应故障电压波形的特点。将小波变换应用于行波故障测距(时域测距),分别在含干扰和不含干扰情况下进行研究分析,根据波形和测距结果分析其不足,提出了结合时频特征的单端行波故障测距方法。分析了自相关法与倒谱分析法的关系,将倒谱分析法应用于行波固有频率主成分的提取和对应行波主成分在故障点和测量端往返传播时间的提取。根据仿真模型,计算同塔双回输电线路各电气参数,得出与频率相关的波速,在此基础上实现了结合时频特征的单端行波故障测距。最后将时域测距、结合时频特征的单端行波故障测距两种测距方法在不同故障类型、不同接地电阻、不同故障距离、不同故障电压初始角以及环境干扰下的故障情况做测距计算并对结果进行对比分析,结果表明,相比于时域测距,结合时频特征的单端行波故障测距方法具有较好的测距精度,且抗干扰能力强,适用于同塔双回输电线路故障的定位。
【关键词】：
【学位授予单位】：东南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TM75【目录】：
摘要4-5ABSTRACT5-8第一章 绪论8-18 1.1 课题研究背景与意义8 1.2 测距方法分类8-9
1.2.1 故障分析法9
1.2.2 行波法9 1.3 行波法测距原理9-12 1.4 行波的折射与反射12-16
1.4.1 行波的折反射系数12-15
1.4.2 行波的多次折反射规律15-16 1.5 影响行波测距精度的主要因素16-17 1.6 本文主要工作17 1.7 本章小结17-18第二章 输电线路基础以及相模变换推导18-32 2.1 输电线路参数18-19 2.2 输电线路数学模型19-20
2.2.1 长距离输电线路模型19-20
2.2.2 频率相关输电线路模型20 2.3 输电线路波过程20-22 2.4 输电线路相模变换22-29
2.4.1 无损线路22-23
2.4.2 有损线路23
2.4.3 均匀换位线路23-28
2.4.4 不换位或不均匀换位线路28-29 2.5 不同模量下的波速29 2.6 本章小结29-32第三章 同塔双回输电线路故障仿真32-52 3.1 同塔双回输电线路模型的建立与故障分类32-38
3.1.1 同塔双回输电线路模型的建立32-34
3.1.2 同塔双回输电线路故障分类34-35
3.1.3 同塔双回输电线路模量选取35-38 3.2 同塔双回输电线路故障仿真38-46
3.2.1 不跨线故障仿真38-41
3.2.2 跨线故障仿真41-46 3.3 不同接地电阻和故障电压初始角下的故障仿真46-50
3.3.1 不同接地电阻46-48
3.3.2 不同故障电压初始角48-50 3.4 本章小结50-52第四章 故障电压行波信号处理方法研究52-76 4.1 小波变换基本理论52-55
4.1.1 小波变换的定义及分类52-54
4.1.2 小波变换模极大值54-55 4.2 基于小波变换的同塔双回输电线路行波故障测距55-59
4.2.1 不含干扰下的故障测距研究55-56
4.2.2 含干扰下的故障测距研究56-59 4.3 自相关法与倒谱分析59-61 4.4 结合时频特征的单端行波故障测距61-69
4.4.1 提取固有频率主成分62
4.4.2 频率相关波速的确定62-64
4.4.3 线路参数的计算64-67
4.4.4 测距公式的确定67-68
4.4.5 测距步骤68-69 4.5 结合时频特征的单端行波故障测距算例69-72
4.5.1 不跨线故障算例69-70
4.5.2 跨线故障算例70-71
4.5.3 不含干扰下的故障测距研究71-72
4.5.4 含干扰下的故障测距研究72 4.6 结合时频特征的单端测距与小波分析法测距结果分析72-74 4.7 本章小结74-76第五章 总结与展望76-78 5.1 全文总结76 5.2 展望76-78致谢78-80参考文献80-83
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输电线路行波测距技术的应用
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官方公共微信优秀研究生学位论文题录展示超高压输电线行波故障测距研究专　业: 电力系统及其自动化关键词: 超高压输电线 故障测距 行波 小波变换 三换位模型分类号: TM855　
TM723形　态: 共 103 页　约 67,465 个字　约 3.227 M内容阅　读: 内容摘要输电线路故障测距能够迅速准确的找到故障点，缩短故障查找的时间，及时恢复供电，而且还能及早发现输电线路的薄弱环节，有效地降低因停电造成的经济损失，并且对确保电力系统的安全稳定和经济运行有着重要的作用。
采集输电线路发生故障后的暂态行波，并利用小波变换及其模极大值原理加以分析，可以实现对行波波头到达时间的精确定位。
对于三相不对称线路，可以对电气参数矩阵作平均处理并采用标准变换矩阵作相模变换，据此得到的模量的传播特征与实际模量相差不大。在暂态计算精度要求不高的情况下完全可以满足，这给暂态计算带来了一定的简化。
目前单独运行行波故障测距很难满足系统运行要求，行波定位需要与常规定位有机结合起来，弥补两者的不足，以满足现场运行要求，为此可以建立单端综合故障测距系统，测距可靠性有了进一步的提高了。
在实际行波故障测距中，由于输电线路的依频特性，相模变换矩阵和行波波速也依频变化。通过仿真比较，得出正确选择小波变换分析频率范围下的行波波速将使测距精度大大提高。另外本文简要分析了雷电波干扰问题，得出结论认为故障测距基本不受雷击影响，可靠性可以保证。
为了降低输电通道造价，充分利用有限的走廊资源，满足输送容量的要求，同杆并架双回线在现代电力系统中得到了广泛的应用。本文采用三换位模型来取代目前双回线仿真普遍采用的九换位模型，得出结论故障测距精度有所提高。另外针对实际中由于线路绝缘和技术方面的原因，而大量存在的不换位同杆并架双回线路，本文通对求解故障点等值波阻抗，得到了故障点各模量行波之间相互透射系数矩阵，反射系数矩阵，进而分析行波模量在故障点传播特征，并通过大量的计算和仿真实验结果表明可以利用故障初始电流行波和对端母线反射波来实现精确的单端行波故障测距。
论文的最后对所进行的研究工作进行了总结，并对后续工作进行了展望..……全文目录文摘英文文摘第一章
绪论1.1 电力系统输电线路故障测距的意义1.2 输电线路故障测距的要求1.3 输电线路故障测距的研究现状1.3.1 阻抗法1.3.2 行波法1.4 论文主要工作1.5 本章小结第二章
高压输电线路故障行波分析理论2.1 电力线路的数学描述2.1.1 长距离输电线路的数学模型2.1.2 频率相关的输电线路模型2.2 波过程的基本理论2.2.1 波过程的基本概念2.2.2 输电线路波过程的传播特点2.2.3 行波传播过程的基本计算2.2.4 波过程的衰减和变形2.3 行波传播的折、反射特性2.3.1 行波的折射与反射规律2.3.2 等值集中参数定理彼得逊法则2.4 模变换法计算平行多导线线路的波过程2.4.1 单导线数值计算2.4.2 平行多导线系统的波动方程和模变换方法2.4.3 均匀换位线路的相模变换矩阵2.4.4 不换位线路的相模变换矩阵2.4.5 行波模量传播参数的确定2.4.6 输电线路模分量传播特性计算分析2.5 对行波波过程影响的其他因素2.5.1 多导线系统对行波波过程的影响2.5.2 不同母线类型对行波波过程的影响2.5.3 带绕组设备对行波波过程的影响2.5.4 变电站母线杂散电容对行波波过程的影响2.6 本章小结第三章
小波分析奇异性检测理论3.1 小波分析的基本理论3.1.1 从傅立叶分析到小波分析3.1.2 连续小波变换3.1.3 离散小波变换3.2 信号的多分辨分析3.2.1 多分辨分析3.2.2
Mallat塔式快速算法3.3 小波奇异性检测3.3.1 Lipschitz指数与奇异性分析3.3.2 小波变换模极大值理论3.4 利用小波变换提取暂态行波信号3.4.1 小波基函数的选取原则3.4.2 小波变换尺度的选取3.4.3 三次中心B样条小波应用实例3.5 本章小结第四章
基于故障暂态量的行波故障测距4.1 故障产生的暂态行波过程4.1.1 输电线路故障分量叠加定理4.1.2 故障产生的暂态行波过程4.2 行波故障测距原理4.2.1 A型行波故障测距原理4.2.2 D型行波故障测距原理4.2.3 行波故障测距算法实现流程4.3 单回线行波故障测距仿真研究4.3.1 仿真分析工具介绍ATP-EMTP和Matlab4.3.2 行波传播依频特性研究4.3.3 不换位单回线模量传播特性分析4.3.4 行波故障测距死区的讨论4.4 行波故障综合测距系统4.4.1 其他单端行波测距方法4.4.2 单端综合测距系统方案4.5 本章小结第五章
同塔双回线行波故障测距研究5.1 双回线的换位方式5.1.1 双回线的九换位方式5.1.2 双回线的三换位方式5.1.3 双回线的相模解耦5.2 影响双回线行波故障测距因素5.2.1 双回线传播特性研究5.2.2 相模变换矩阵和行波波速的选取原则5.2.3 雷电波干扰问题5.3 三换位同杆双回线双端电流行波故障测距5.3.1 EMTP仿真验证5.3.2 不同等效参数测距结果比较5.4 不换位双回线单端电流行波测距研究5.4.1 双回线故障行波在故障点反射与透射系数矩阵计算5.4.2 测距算法的实现5.4.3 测距模量的选取5.4.4 模量交叉耦合5.4.5 对端母线反射波与初始行波波头幅值比较5.4.6 不同类型故障仿真分析5.5 本章小结第六章
总结与展望参考文献相似论文,77
页,TM855
TP181,53
页,TM855,63页,TM855
TM531.2,59页,TM855,66页,TM855,53页,TM855
TP274.2,68页,TM855
TM762.2,70页,TM855 TP183,88页,TM855,73页,TM855 O174,59页,TM852,105页,TM855,52页,TM855,61页,TM855,50页,TM855 TM769,77页,TM855,81页,TM855,72页,TM855,58页,TM855,65页,TM85 TM769中图分类:
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