基于多测点和相位比较的输电线路故障定位方法研究

摘要

输电线路是电力系统中的重要组成部分，对其故障定位有助于故障位置的快速查找，及时发现线路局部绝缘隐患，以及加快线路供电恢复。而提高故障定位精度，无疑会进一步减小故障检修工作量，对电力系统的安全稳定运行具有实际意义。本文针对目前输电线路故障定位误差较大以及可靠性差的问题，以多测点和相位比较为主线展开相关研究，旨在提高输电线路故障定位的精度和可靠性。
　　为解决现行相位比较因频谱泄漏而相位求解误差较大的问题，本文提出一种基于Kaiser自卷积窗 FFT的相位比较方法，该方法基于多个电流测量点，采用 FFT程序求解电流故障分量的相位，比较相邻测点的相位差以判别故障区段；利用Kaiser自卷积窗优良可调的旁瓣特性，充分抑制FFT相位求解时的频谱泄漏效应，能够可靠判断故障区段，有利于提高多测点行波定位的可靠性。
　　超高压同杆双回线的对地分布电容和线间互感不可忽略，对故障定位精度和可靠性影响较大，本文提出一种四点行波测距的同杆双回线故障定位方法。该方法使用多电流测点以缩短行波双端间距，可明显减小电流行波的畸变和衰减效应。在故障段采用由两个三测点行波法组成的四点行波法确定故障点位置，四点行波测距不仅可实现波速的在线求解，而且在测点极性接反或本身故障导致相位比较发生误判时仍能准确定位，提高了定位可靠性。另外，本文为简化现行同杆双回故障选相流程，提出一种基于相位比较的组合式同杆双回线故障选相方法。
　　针对目前输电线路故障定位中波头检测算法存在缺陷，以及定位误差较大的问题，提出一种基于局部特征尺度分解和采样率转换的精确故障定位方法。方法首先对行波线模分量1/4个周波进行特征尺度分解，根据分解得到的首个内禀尺度分量瞬时频率的首个突变点，来判定行波到达初始时刻，最后通过三点电流测量行波法求得行波波速和故障点位置。现行故障定位方法均未考虑初始时刻的非整数部分，由此产生的量化误差高达几百米，本文在波头检测之前首先对行波线模分量进行采样率转换，以减小量化误差。

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第1章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要研究内容和章节安排

第2章 行波定位和多测点及相位比较的理论分析

2.1概述

2.2波过程理论与行波定位原理

2.3多个电流测量点原理

2.4 分相相位比较原理

2.5 本章小结

第3章 基于Kaiser自卷积窗FFT的相位比较方法

3.1概述

3.2相位频谱泄漏问题

3.3 Kaiser自卷积窗的FFT相位求解算法

3.4仿真分析

3.5 本章小结

第4章 同杆双回线的四点行波定位与选相

4.1概述

4.2对地分布电容电流对相位差求解的影响

4.3四点行波测距原理的提出

4.4故障选相

4.5仿真分析

4.6本章小结

第5章 基于局部特征分解与采样率转换的输电线路精确故障定位

5.1概述

5.2量化误差的影响及采样率转换

5.3局部特征尺度分解

5.4 仿真分析

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢