輸電線路分布式故障測(cè)距理論與關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高精度和高可靠性的輸電線路故障測(cè)距是現(xiàn)代電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的重要保證。盡管行波測(cè)距技術(shù)已經(jīng)得到大面積應(yīng)用，但弱行波信號(hào)的有效提取、故障點(diǎn)反射波與對(duì)端母線反射波的有效識(shí)別和雷電干擾的有效辨識(shí)和定位等問(wèn)題是影響行波測(cè)距技術(shù)可靠性和有效性的主要因素。為解決上述問(wèn)題本文研究了故障電流行波在輸電線路上的傳播特性，提出全新的分布式故障測(cè)距方法，就分布式故障測(cè)距方法中的折反射信號(hào)的識(shí)別、行波信號(hào)奇異點(diǎn)確定、雷擊干擾的辨識(shí)和定位、感應(yīng)取電等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行深

2、入研究，并研制出分布式故障測(cè)距裝置成功的用于示范工程中。取得的主要工作和成果有:
　　 分析了故障行波及其折反射行波組成的行波序列到達(dá)不同位置檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間先后規(guī)律，得出輸電線路上任意一點(diǎn)故障時(shí)，總可在線路上找到對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)使得前3個(gè)行波對(duì)應(yīng)的方程唯一確定的結(jié)論。提出根據(jù)工頻故障電流之間的偏離度來(lái)判斷檢測(cè)內(nèi)區(qū)段的故障區(qū)間，并根據(jù)電流行波首波能量和模量時(shí)差來(lái)判斷檢測(cè)外區(qū)段的故障區(qū)間的方法。進(jìn)一步提出兩端對(duì)稱(chēng)法、中點(diǎn)主導(dǎo)法和四點(diǎn)聯(lián)合法

3、三種分布式故障測(cè)距方法，闡述了上述三種方法的測(cè)距原理，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了上述算法的正確性。
　　 首次將二分遞推奇異值分解(Singular Value Decomposition-SVD)引入故障行波奇異點(diǎn)檢測(cè)領(lǐng)域，并設(shè)計(jì)了數(shù)字實(shí)驗(yàn)以對(duì)比其與3次B樣條小波和db2小波的性能差異，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)在故障行波奇異點(diǎn)檢測(cè)方面（緊支撐、對(duì)稱(chēng)性、高階消失矩等）二分遞推SVD具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。發(fā)現(xiàn)了指示奇異點(diǎn)脈沖的幅值與突變量或者斜率呈線性關(guān)系，

4、并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了上述結(jié)論的正確性。提出迭代SVD降噪的方法，并用仿真實(shí)驗(yàn)證明了迭代SVD降噪的正確性，并發(fā)現(xiàn)迭代SVD降噪時(shí)的奇異點(diǎn)線性偏移現(xiàn)象。
　　 根據(jù)線路故障（雷擊和線路本身故障）邊界條件和行波傳播規(guī)律，分析了線路在雷擊和線路故障情況下，三相導(dǎo)線上行波極性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出根據(jù)三相行波極性的異同來(lái)識(shí)別輸電線路反擊的方法，進(jìn)一步根據(jù)線路繞擊和線路故障時(shí)行波能量變化差異，提出基于短視窗內(nèi)行波修正能量比的輸電線路繞擊識(shí)別方法

5、，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述理論的正確性;針對(duì)雷擊點(diǎn)和閃絡(luò)點(diǎn)不一致的情況，提出基于短時(shí)窗內(nèi)測(cè)點(diǎn)間行波距離的雷擊點(diǎn)和閃絡(luò)點(diǎn)不一致的判斷方法及相應(yīng)的測(cè)距方法，同樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此方法的正確性。
　　 對(duì)取電線圈的功率輸出特性，分別從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)取電線圈工作在線性區(qū)時(shí)，線圈輸出功率與原邊電流的平方成正比，并且與sin(2(Φ))成正比（(Φ)為原邊電流和磁化電流之間的相差），同時(shí)功率輸出導(dǎo)通角也決定其輸出功率的大小;

6、根據(jù)上述結(jié)論并結(jié)合輸電線路上負(fù)荷變化特點(diǎn)，提出在小負(fù)荷時(shí)，采用最大功率跟蹤的方法實(shí)現(xiàn)取電線圈的最大功率輸出;在大負(fù)荷時(shí)，采用功率控制法來(lái)限制取電線圈的輸出功率。從而保證取電電源穩(wěn)定輸出額定功率，利用上述方法完成了取電電源的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明取電電源在20-2000A的電流范圍內(nèi)取電電源可穩(wěn)定輸出2W的功率。
　　 根據(jù)上述理論研究基礎(chǔ)完成了分布式故障測(cè)距裝置的研制。并從傳感器和測(cè)距裝置兩個(gè)方面，分別搭建驗(yàn)證試驗(yàn)平臺(tái)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)