基于行波法的输电线路故障定位研究

摘要

输电线路承担着电力传输的重任，其可靠性决定着整个电网能否安全地运行。当线路发生故障后，精准实现故障定位进而消除故障是输电线路故障定位的重中之重。本文综合分析了现有输电线路故障定位方法的研究现状以及它们存在的利与弊，选择使用单端行波法来实现故障定位。针对如何能够进一步提高测距定位的精度问题展开分析与研究。
　　首先，对暂态行波在输电线路上传播的特性进行了深入的研究，针对三相输电线路上发生故障时各相之间存在电磁耦合的问题，通过相模变换分析方法来消除耦合在故障定位中所造成的误差，本文不仅为了实现解除相之间存在的电磁耦合而且为了能够通过单一模量实现故障选相的双重目的提出并推导出了改进型相模变换;另一方面，引入小波变换理论来分析故障信号，通过分析得到故障相关的距离信息，小波变换在频域和时域分析方面的优势使其在分析输电线路故障暂态行波这样具有奇异性的波形上具有很大的发展空间。其次本文应用matlab仿真软件中simulink模块对110kV输电线路的系统模型进行模拟分析，通过改变模型中故障发生器的参数对输电线路存在的四种故障类型、故障发生点的位置以及发生接地后接地电阻的取值进行设定，然后对模拟仿真得到的数据进行处理，验证改进型相模变换选相方法及故障定位方法的可靠性。最后利用matlab中的GUI界面实现用户与仿真模型之间的交互，即人机交互，方便用户对输电线路上发生故障的情况进行掌握。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 输电线路故障定位的研究现状

1．2．1 故障定位的发展和现状

1．2．2 小波分析在故障定位中的发展以及现状

1．3 论文的主要研究工作

2 输电线路故障定位

2．1 电力系统故障分析

2．2 行波在输电线路上的传输过程

2．2．1 输电线路的等效数学模型

2．2．2 对相模变换进行改进

2．3 行波在输电线路上的传输特性分析

2．3．1 行波的反射系数和折射系数

2．3．2 故障行波在输电线路上的传播过程

2．4 行波法故障测距的基本原理

2．4．1 故障行波信号中的故障距离信息

2．4．2 行波法故障定位所存在的技术方面问题

2．5 行波法故障定位

2．5．1 单端法故障定位

2．5．2 双端行波法故障定位

2．5．3 单端行波故障定位方法与双端行波故障定位方法的对比

3 小波变换理论

3．1 短时傅里叶变换

3．2 小波理论

3．3 多分辨率分析和Mallat算法

3．3．1 多分辨率分析

3．3．2 Mallat算法

3．4 小波变换在信号处理中的运用

3．4．1 小波变换的模极大值原理

3．4．2 小波变换与傅里叶变换的比较

3．4．3 小波类型的选择

3．5 Db5小波

4 基于小波分析的行波定位仿真

4．1 仿真流程

4．2 matlab仿真模型的建立

4．3 matlab仿真模拟

5 人机界面的设计

5．1 开发软件

5．2 matlab GUI界面的实现

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文