心得 | 论文 | 作文 | 风水 | 谜语 | 菜谱 | 组词 | 诗词 | 成语 | 注音 | 考试 | 日记 | 教学 | 课件 | 汉字 | 词语 | 解梦 | 草药 | 单词 | 格言 | 笑话 | 康熙字典

位置:学习心得体会网 >> 论文范文 >> 期刊论文 >> 工程论文

单端测距方法研究

类型:工程论文 时间:2017年11月15日

p id="contentMidPicAD" >第一章 绪论

1.1 引言

高压和超高压线路具有电压等级高,输送容量大,涉及的用户范围广的特点,高压输电线路故障容易引发电力系统瓦解事故。因此,快速、准确的故障测距既能够降低巡线难度,尽早发现因瞬时性故障引起的绝缘隐患,降低线路的故障几率。故障发生后,准确的测距能够协助快速修复故障,降低因为断电而引起的经济社会损失。 高压输电线路的故障类型大致可以分为两种:横向故障和纵向故障。其中横向故障就是我们常说的单相短路接地故障、两相短路接地故障、两相相间短路故障和三相短路故障。纵向故障即断线故障,如一相断线、两相断线。其中单相短路接地故障的几率最大,可以占到所有故障类型总数的 80%左右,其次是两相短路接地故障。两相相间短路故障的几率很小,只能约占 2%~3%,主要原因是两相导线受风吹摆动。三相短路故障几率也很小,约占 1%~3%,绝大多数的三相故障都是由单相故障和两相故障发展来的[3]。测距误差是衡量测距装置准确性的指标。失去准确性则没有应用的价值。具体衡量测距装置的精度指标有绝对误差和相对误差等。绝对误差以长度表示,例如: 例如 100m,500m 等;而相对误差是故障距离占线路全长的分数,例如:0.5%,1%等。故障测距的设计精度越好,经济成本就越高。从成本和测距精度的角度综合考虑,不可能无限减小测距误差。工程应用实际要求,测距结果绝对误差只要小于 1km 就有实用意义[2]。

...........

1.2 故障测距研究的历史和现状

准确的故障定位是提高电网安全经济运行的重要措施。长期以来,输电线路故障定位课题一直是各国学者研究的热点[6-9]。计算机技术和先进通信技术在电力系统的应用越来越广泛,技术越来越成熟,帮助故障测距研究取得了很多有突破性的成果。 从测距原理角度,输电线路的故障测距技术主要有故障录波法、参数值估计法、阻抗法、故障分析法、行波法、智能化测距方法等几种。过去的测距装置是按照最接近实际情况的运行方式计算此时的短路电流,形成短路电流曲线。把计算好的短路电流曲线与利用故障录波器记录故障电流曲线比对,从而确定故障距离。这种确定故障位置的方法过程繁琐且误差大。上世纪80 年代以来,微机型保护装置迅速发展使得基于故障录波器的故障测距有了快速的发展。随着计算机网络等技术在电力系统中的应用成熟,电网故障信息系统有着光明的发展前景。录波器和通信网络技术可以提高电网的自动化水平,为事故的分析和处理提供了便利。参数值估计法的原理将故障测距作为一个动态系统,通过把实际系统的响应与集中参数系统模型的响应作对比,使用最小二乘法或插值方法不断调整动态系统模型的参数大小关系,把测距流程作为参数估值问题来处理。此法既可以精确实现故障测距,同时避免故障过渡电阻带来误差。

........

第二章种基于电压相位关系的单端测距方法

2.1 测距原理

本文提出一种简单易行的单端测距方法。该方法的原理是利用故障点的故障前电压与故障后初始电压相位相差? 的特性实现测距。系统如图 2-1 所示,根据叠加原理,故障状态网络(a)可视为非故障状态网络(b)和故障附加状态网络(c)的叠加。

.......

2.2 测距仿真验证

本文利用 MATLAB 搭建了双端电源模型,利用示波器功能记录系统正常运行和故障后的电流和电压数据,根据这些数据通过滤波算法得到需要的各种电气量。以下是应用的软件和本文所用数字滤波算法的介绍。在数字信号处理方面,傅里叶变换一直是公认最完备,也是最受欢迎的一种数字滤波方法。傅里叶算法与其他数学方法相比,突出的优点是数学意义简明,具备直观性和普遍使用性。 在电网发生故障时,系统中高次谐波分量和衰减非周期分量成分比例一般很大,因此基于工频量电流和电压分析的测距方法就不能直接使用。此时通过傅里叶变化求取工频量电流和电压,傅里叶算法具有计算量小、精度高、相位求取方便等优点。全波傅里叶算法的既可以滤掉暂态信号中所有的整数次谐波分量和直流分量,而且对非整次谐波和衰减非周期分量在一定程度上有抑制作用。MATLAB 是美国 Math Works 公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB 和 Simulink 两大部分[37-39]。 在电力系统仿真领域 MATLAB 优势十分明显,工具箱提供了常用的电力系统元件如电源、输电线路、故障模块等,方便用户设定参数,同时拥有测量观察模块,并且允许用户根据需要创建和保存新的元件。在数据处理方面,MATLAB具有天生的优势,不仅有强大的矩阵计算能力和数据可视化能力,还有自身功能丰富的工具箱在信号滤波、小波分析、人工智能等方面提供支持,仿真得到的数据可以直接进入数据处理环节,节省大量时间。MATLAB 电力系统工具箱界面对用户十分友好,拖拽模块化操作,易于掌握。

...........

第二章种基于电压相位关系的单端测距方法...... 8

2.1 测距原理 ....... 8

2.2 测距仿真验证 ..... 11

2.2.1 傅里叶算法原理 ....... 11

2.2.2差分傅里叶变换原理 ............ 12

2.2.3 MATLAB 电力系统仿真简介 .......... 14

2.3 本章小结 ..... 18

第三章 基于单端电气量的接地故障测距........ 19

3.1 正序迭代法测距 ........ 19

3.2 对端系统正序阻抗估算方法 ..... 22

3.3 本端系统阻抗分析 ..... 23

3.4 接地故障测距仿真 ..... 25

3.5 本章小结 ..... 28

第四章 结论........ 29

第三章 基于单端电气量的接地故障测距

3.1 正序迭代法测距

针对第二章提出基于电压相位关系的测距方法在接地故障时反应过渡电阻能力不强的缺陷,本章介绍一种正序电流迭代法。假设输电线路为均匀线,故障测距得到的故障阻抗与保护安装处到故障位置的距离成正比。正序电流迭代法依据正序网络的电流分布特征,通过迭代法克服过渡电阻的影响。这种方法具有明确的物理意义,计算过程并不复杂,并且利用迭代法克服了故障点过渡电阻带来的误差,避免了假设测量点的电流和故障点电流同相位造成测距算法原理上的缺陷。但是在迭代中需要已知本端系统和对端系统的正序阻抗。而在现实中的电力系统,两侧的系统阻抗是随着系统运行方式变化的,并不是定值。为此,很有需要必要对两侧系统的正序阻抗进行估算,提高测距算法的灵活性。

相关阅读

更多分类