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传输线的故障定位与检测

张文潇  
【摘要】:随着国民经济的飞速发展,促使我国电力事业有了长足的进步,目前,长距离输电线路在电网的运行中占有重要意义。一旦发生了传输线路故障,迅速准确的找到故障发生点,能够缩短对非故障停电区域的供电恢复时间,减少因停电导致的工厂停工、生产停滞等现象造成的不必要的经济损失,所以,故障测距的研究具有极其重要的意义。针对目前如何尽快在发生故障的高压远距离输电线路中查找出故障位置的问题,本文基于故障分析法在以下几个方面展开了深入的研究和探讨: 论文首先介绍了故障测距法的发展历史和国内外研究现状,在推导单端测距法和双端测距法原理的同时比较了两种类型测距方法的优缺点。推导单端测距的原理时可以发现,对端系统阻抗的变化以及过渡电阻的大小等许多因素都直接影响到该方法测距结果的精度。针对单端测距方法的缺点与不足,双端测距法有了很好的弥补,提高了测距的精度。但双端测距法最大的难点在双端数据检测的实时同步性,在现有条件下要实现完全同步有很大的困难。应用GPS虽然能够最大精度的实现同步性,但是成本过高。 针对这些问题,论文在分布参数模型的基础提出一种双曲正切函数相位特性故障测距和双端非同步故障测距的混合算法,该算法的第一步是利用双端的电压电流数据,构建双曲正切函数对线路进行粗略定位,该双曲正切函数是在分布参数模型的基础上,利用基尔霍夫定律对电路方程进行变换,假定故障点已知的情况下构建出来的,根据双曲正切函数只有一个过零点的奇函数特性对故障位置进行定位,当且仅当故障假定点与故障发生点重合该函数为零。本方法消除了伪根对测距结果的影响,该双端测距法对双端数据的同步性要求较高,针对双端数据的同步性问题。该算法第二步用双端不同步法对故障结果进行修正,减少同步误差对测距结果的影响。首先设定一个不同步时间,利用线路两端到故障点电压相等的特性,选取故障前后两组等值非同步数据构建方程,对测距结果进行修正,得到准确的测距结果。仿真结果表明,该算法不受故障发生角、过渡电阻和故障类型等因素的影响,鲁棒性较好。 最后,本论文介绍了行波法,并且对脉冲电压法进行了试验测试,验证了行波测距法的准确性和快速性。同时,行波测距法也显示出了其不足,就是当故障发生在行波法的测距盲区时,行波法不能够测量出其准确的故障发生位置。 本文所提出的新算法均是在现有条件下能够实现的,有一定的应用价值。仿真试验验证了该方法的有效性。


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