利用电流行波实现高压输电线路单端故障测距的方法研究

摘要

高压输电线路故障点的准确定位是提高电网安全经济运行的主要措施，准确的故障定位可以减轻巡线负担，加快线路恢复供电，减小因停电而造成的经济损失，具有巨大的社会和经济效益。 单端行波故障测距方法的优点是其可靠性和精度在理论上不受线路类型、故障电阻及两侧系统的影响，但单端行波故障测距方法存在反射波的识别问题，且在近区还存在无法识别反射波区域。这就是本文的研究目的和中心。 本文在广泛阅读和深入研究小波理论的基础上，论文提出了一种基于小波分析的奇异性理论对通过小波多尺度变换的高压输电线路故障电流暂态行波信号进行白噪声滤除的实用方法。其根本出发点是通过对信号奇异点与白噪声在小波多尺度变换下的不同特性的分析，得出简明的判据和算法，其优点是：在改善信噪比的同时，又提高了对突变信息的分辨率，以此达到对故障信号进行预处理的目的。 论文深入地分析了高压线路故障暂态电流行波的波折、反射过程以及折、反射系数的特点，提出了新的单端行波故障测距方法，它不仅能够有效地识别出测距所用的反射波，而且几乎不受线路结构、长短、故障接地电阻、故障类型、系统阻抗的影响，在近区仍可以准确地进行测距；同时模拟阻波器的特征，设计了低通数字滤波器，对通过了低通数字滤波器的暂态故障电流行波再次进行小波分析，并利用本文提出的单端行波故障测距方法进行故障定位，结论是所提出的测距方法在实际应用中仍是有效的。再者对线路刚充电的暂态过程形成的暂态波进行小波分析，利用奇异性检测理论及本文提出的测距方法的核心思想，得出线路的准确长度。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

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

1.3利用行波法实现单端故障测距的实用意义

1.4论文完成的主要工作

2小波分析理论的基本原理

2.1引言

2.2从傅立叶分析到小波分析

2.3连续小波变换

2.4离散小波变换

2.4.1二进制离散小波变换

2.4.2小波正交基

2.5多分辨分析

2.5.1基本概念

2.5.2 Mallat的金字塔算法

2.6本章小结

3基于小波变换的500KV线路的行波法单端测距

3.1引言

3.2小波分析用于信号的消噪处理

3.2.1信号的奇异性检测理论[8]

3.2.2小波变换与局部奇异性

3.2.3一维小波分析对非平稳信号消噪[8]

3.2.4行波信号与噪声在不同尺度下的小波变换模极大值的表现规律

3.2.5消噪算法

3.3消噪的实例

3.4基于小波变换实现500KV高压线路的行波测距

3.4.1滤波器的选取[31]

3.4.2输电线路故障时的暂态行波[21]

3.4.2故障产生的暂态电流行波在输电线路上的传输过程

3.4.3故障点反射波的识别方法

3.5本章小结

4单端行波故障测距方法的EMTP仿真计算

4.1简单双端系统的行波测距仿真结果

4.1.1短线路的仿真分析

4.1.2中长线路的仿真分析

4.1.3长线路的仿真分析

4.2具有相邻线路的行波测距仿真结果

4.3复杂电力系统的高压线路的行波测距仿真结果

4.4本章小结

5模拟高压线路阻波器的行波测距结果

5.1引言

5.2数字低通滤波器的设计[43]

5.3暂态行波经过低通滤波器的小波测距结果

5.4本章小结

6利用单端测距算法测空载线路长度

6.1引言

6.2线路长度测量的仿真与结果

6.3本章小结

7结论

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文