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基于行波的电网故障定位

傅强  
【摘要】:输电线路发生故障时,会产生向线路两端传播的行波。本文深入分析了行波的产生原理,并给出波动方程。并由此得出行波反射和折射原理,并推导出反射和折射系数,为后面行波测量提供理论依据。详细分析了基于单端行波和双端行波分析法的故障定位原理。单端行波法具有准确度高的优点,但存在算法不成熟、自动测距可靠性较差的问题。双端行波具有自动测距可靠性高的优势,线路长度和时间同步系统存在误差,准确性比较低。 提出小波变换在行波故障测距中的优势,并对小波基的选择进行了讨论。给出了小波变换的快速算法,便于行波故障测距的自动计算。介绍了基于小波变换的模极大值理论,找出信号在小波变换以后的模极大值,就可以检测出线路故障后行波到达的准确时间,并由此可以进行故障测距。 行波信号的获取成为行波测距中的关键,分成两种类型:一种采用电流互感器获取电流信号;另一种采用专门设计的传感器获取电压行波信号。行波的波头的获取以及波速的确定,还有GPS时间同步装置,这些都是影响行波信号提取的因素,并给出解决办法。 基于小波变换模极大值理论,设计了故障后行波测距模型,并在ATP Draw软件上进行仿真,并用Matlab进行计算。本文仿真了单端和双端行波测距模型,并用电压和电流行波进行分别计算,结果表明单端行波测距装置可以达到很高的精度。实际应用中,单端行波测距和双端行波测距装置的联合使用,会给行波故障定位带来更高的准确性和可靠性。


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