220kV站街变电站新型单端故障录波测距装置的研究

摘要

电力系统正朝着大容量、超高压、远距离方向发展，电网的结构越来越复杂。这些特点给系统的规划设计、生产运行、监视控制、维护管理带来了一系列新课题。而许多不确定的、非精确的因素，常常使电力系统的故障分析和诊断变得很困难。 随着微机和通讯技术的发展，微机故障录波装置已经成为发电厂、变电站分析电网故障不可缺少的工具之一.故障测距作为故障录波系统中的一个组成部分其作用将越来越重要。 快速准确地找到输电线路故障点，不仅有助于及时修复故障线路，确保整个电网的安全稳定运行，减少因输电线路故障带来的经济损失，而且能大量节省巡线的人力和物力。基于此，研制一种能记录全部故障信息的新型故障测距装置是非常必要的。 论文围绕新型故障测距装置的研制和开发，系统地展开了全面录取故障信息，精确、可靠的故障测距技术研究工作，并在220kV站街变实现工程运用。 故障后的行波信号是一个突变的、具有奇异性的信号。小波变换所具有的时频局部化特性使其非常适合于对这种信号的分析。本文讨论了小波变换及小波变换的奇异性检测理论，并将其应用于暂态行波故障特征的分析。设计了考虑暂态及稳态故障测距特征的故障定位系统，该系统能够同时实现故障定位和故障录波，对分析故障有极大的帮助。 利用MATLAB工具箱中的PSB(PowerSystemBlockset)对故障测距算法作了大量的数字仿真。仿真结果表明该算法具有高精度性。 研究结果表明：论文所提出的新型故障测距装置方案对于电力系统的安全经济运行是十分重要的。精确故障定位对电力系统安全和经济运行具有重要的意义。

目录

文摘

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1绪论

1.1课题的背景和意义

1.2国内外对高压输电线路故障测距的理论研究及实际应用现状

1.2.1行波法

1.2.3故障分析法

1.2.3各种测距方法的比较

1.3利用行波法实现单端故障测距的实用意义

1.4故障测距分析方法的发展

1.5目前故障测距装置存在的主要问题

1.6论文的主要研究内容

1.7本章小结

2单端故障测距方法

2.1引言

2.2暂态测距算法原理

2.3小波分析方法

2.4积分小波变换

2.5小波分析表征信号突变特征的原理

2.6故障测距的暂态算法

2.6.1输电线路故障时的暂态行波

2.6.2故障产生的暂态电流行波在输电线路上的传输过程

2.6.3故障点反射波的识别方法及利用单端电气量的行波故障测距

2.6.4仿真结果验证

2.7利用单端数据的稳态测距方法

2.7.1单端数据的稳态测距方法及其特点

2.7.2针对双回线路的单端数据的稳态测距算法

2.8本章小结

3具有高精度故障定位功能的录波系统的总体设计

3.1基本功能

3.2技术指标

3.3设计方案

3.3.1系统的整体设计框架

3.3.2采集卡的选择

3.3.3软件设计

3.3.4主要技术介绍

3.3.5录波装置后台设计

3.4电力系统暂态数据交换(COMTRADE)共用格式

3.4.1概述

3.4.2引导文件

3.4.3配置文件

3.4.4数据文件

3.5本章小结

4故障测距算法仿真

4.1电力系统数字仿真概述

4.2仿真工具概述

4.2.1引言

4.2.2关于Matlab/Simulink

4.2.3电力系统元件模型库

4.2.4仿真的方法和步骤

4.3仿真中应用到的典型模块及参数

4.4故障测距仿真模型

4.5稳态故障测距算法仿真

4.5.1稳态故障测距算法

4.5.2稳态故障测距仿真结果

4.6行波暂态测距算法仿真

4.6.1行波测距算法

4.6.1仿真举例

4.6.2仿真结果

4.7本章小结

5结论

致谢

参考文献