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基于关联维分析的高压输电线路故障分类与测距方法研究

刘文莉  
【摘要】: 高压输电线路由于跨度大、所经之处自然环境复杂,加之人为破坏等因素的影响,故障率较高。及时发现故障并进行分类和准确定位,具有突出的经济意义和社会效益。 混沌理论中的关联维分析法在分析和处理非线性、不规则信号方面具有较强的能力,考虑到输电线路中电压或电流信号的非线性特性,本文在行波法的基础上,提出将关联维分析方法应用于高压架空交流输电线路的故障分类与测距中。 首先对一高压架空输电线路正常和在不同位置发生不同故障的电压行波信号进行关联维数的计算分析。在计算过程中,分别采用自相关函数法和试凑法确定了重构相空间时的延迟时间τ和使不同情形下电压行波信号的关联维数趋于稳定的嵌入维数d。在确定的延迟时间τ和嵌入维数d下,对线路正常和各类故障下的关联维数进行比较分析,得到用于进行故障检测的关联维数阈值D_(th),为进一步判断故障是否接地,引入接地评价指标(Index)_(th),最终实现了对高压输电线路故障的初步分类。 其次,基于双端行波法测距原理,采用关联维分析方法对输电线路进行故障测距。在基于关联维分析对输电线路故障检测后,采用变步长的关联维突变时刻搜索算法,捕捉故障发生时行波到达线路两端的时刻,并计算时间差△t,最后实现故障测距。进一步又将故障分类和故障测距算法相结合,实现了对高压输电线路的故障诊断。 仿真实例验证了将关联维分析方法应用于高压输电线路的故障分类与测距的有效性和可行性。


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