利用故障行波固有頻率的單端行波故障測距法.pdf

1、行波故障測距法按所需故障信息可分為單端和雙端實現方法，雙端法不依賴行波在線路上的多次反射現象因此可靠性和計算精度較高，但同時它的成本較高。單端行波測距法由于僅需單端信息，不需時鐘同步設備和通訊設備，與雙端法相比在經濟性上有相當大的優(yōu)勢，但現有的單端測距實時算法可靠性較差，因此單端行波測距法是行波測距的研究熱點之一。 本文提出了一種僅利用單端行波的頻率信息進行精確故障定位的新方法。與傳統(tǒng)的基于電報方程的行波分析方法不同，本論文把有

2、損的均勻傳輸線等效為多端口網絡，兩端相連的電力系統(tǒng)等效為集總電路，然后把它們當作一個整體建立數學模型。在這個數學模型基礎上推導輸電線端點處的電流和電壓在拉普拉斯域的函數表達式，然后由函數表達式的特征公式可以得到行波函數的極點與線路長度、邊界條件三者的數學關系。另一方面，各個極點的位置(在本文中統(tǒng)一稱為行波固有頻率)與對行波波形進行頻譜分析得到的各個頻率峰值點一一對應。于是在線路參數已知的條件下，利用適當的頻譜估計方法提取行波的固有頻率(

3、一般采用主成分)，結合邊界條件即輸電線終端連接的系統(tǒng)等效阻抗即可精確計算形成固有頻率的兩個反射點之間的線路長度，對故障行波固有頻率兩個反射點之間(一端為本端母線，另一端為故障點)的線路長度就是故障距離。 從理論上推導了單相或多相線路、無損或有損輸電線、線路參數與頻率無關或相關等多種情況下故障行波固有頻率與線路長度、邊界條件三者的數學關系，使理論基礎完善。然后討論了新算法的實現必須考慮的幾方面問題： 首先研究了算法在不同故

4、障方式下的實現方法及其適用性。在此基礎上對單相接地故障時的“模混雜”現象從理論分析和仿真計算兩方面出發(fā)進行了分析。提出了提高計算精度的新算法。 研究了對故障行波固有頻率主成分進行頻率估計的方法。對傳統(tǒng)頻域頻率變換方法、時頻域方法和基于諧波模型的頻譜估計方法在提取故障行波固有頻率主成分應用中的優(yōu)缺點進行了對比分析。 討論了不同的母線結構對算法的影響。母線結構的變化將引起行波波頭形狀的變化和頻譜上干擾頻率的產生，前者不會對固