基于行波色散效应的行波故障测距方法

摘要

目前电力系统规模日益扩大且电压等级不断升高，这对输电线路出现故障后及时发现故障点并排除故障提出了更高的要求。与众多传统的故障定位方法相比，行波测距法使用故障后的暂态行波信号进行分析定位，不受过渡电阻、系统运行阻抗以及系统运行方式等诸多因素的影响，在原理上具有先天性优势，因此国内外学者给予广泛研究与关注。
　　但是，当前的行波测距方法在波头到达时间和波速度的确定方面仍有缺陷。当考虑线路参数的频变特性时，故障行波信号中不同的频率分量具有不同的衰减和波速度。因此，行波在传播过程中会不可避免的发生色散现象。行波的色散现象时域上直观表现为暂态行波波头的畸变，这会给精确测定行波波头到达时间带来困难，因此影响行波测距的精度。本文通过研究行波的传输理论，提出了基于行波色散校正的行波故障测距方法。其中，时域校正方法通过计算固定线路中一定频带内行波信号的传播系数，利用矢量拟合方法得出连续系统响应，对发生畸变后的行波波头分别从进行校正。小波域校正方法是在对行波信号进行小波变换的过程中加入校正函数，直接在小波域对信号进行补偿。基于色散校正的测距方法可以消除或减弱行波在传输过程中的色散效应，进而提高行波定位方法的测距精度。
　　在最后的实验中，以双端行波定位方法为例，在ATP电磁暂态仿真程序中搭建了输电线路模型，并在 MATLAB环境下进行行波色散校正。实验结果表明该方法可使现有行波测距精度有效改善，且可适应多种故障条件。

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第一章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2目前国内外研究现状及发展动态

1.3课题提出

1.4本课题研究内容及章节安排

第二章 输电线路暂态行波传输特性及其色散现象分析

2.1输电线路行波过程

2.2相模变换和不同故障的模量分析

2.3行波色散频域分析

2.4行波色散时域分析

2.5本章小结

第三章 行波色散的时域校正

3.1行波色散的时域校正原理

3.2矢量拟合方法简介

3.3行波色散时域校正的实现方法

3.4 仿真及其实验分析

3.5本章小结

第四章 行波色散的小波域校正

4.1 行波色散的小波域校正原理

4.2行波色散小波域校正的实现方法

4.3仿真及其实验分析

4.4本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢