輸電線路分布式故障測距理論與關鍵技術研究.pdf

1、高精度和高可靠性的輸電線路故障測距是現(xiàn)代電網(wǎng)安全可靠運行的重要保證。盡管行波測距技術已經(jīng)得到大面積應用，但弱行波信號的有效提取、故障點反射波與對端母線反射波的有效識別和雷電干擾的有效辨識和定位等問題是影響行波測距技術可靠性和有效性的主要因素。為解決上述問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距方法，就分布式故障測距方法中的折反射信號的識別、行波信號奇異點確定、雷擊干擾的辨識和定位、感應取電等關鍵問題進行深

2、入研究，并研制出分布式故障測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不同位置檢測點的時間先后規(guī)律，得出輸電線路上任意一點故障時，總可在線路上找到對應的檢測點使得前3個行波對應的方程唯一確定的結論。提出根據(jù)工頻故障電流之間的偏離度來判斷檢測內區(qū)段的故障區(qū)間，并根據(jù)電流行波首波能量和模量時差來判斷檢測外區(qū)段的故障區(qū)間的方法。進一步提出兩端對稱法、中點主導法和四點聯(lián)合法

3、三種分布式故障測距方法，闡述了上述三種方法的測距原理，并通過仿真驗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檢測領域，并設計了數(shù)字實驗以對比其與3次B樣條小波和db2小波的性能差異，通過比較發(fā)現(xiàn)在故障行波奇異點檢測方面（緊支撐、對稱性、高階消失矩等）二分遞推SVD具有獨特的優(yōu)勢。發(fā)現(xiàn)了指示奇異點脈沖的幅值與突變量或者斜率呈線性關系，

4、并通過實驗證明了上述結論的正確性。提出迭代SVD降噪的方法，并用仿真實驗證明了迭代SVD降噪的正確性，并發(fā)現(xiàn)迭代SVD降噪時的奇異點線性偏移現(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，三相導線上行波極性之間的對應關系，提出根據(jù)三相行波極性的異同來識別輸電線路反擊的方法，進一步根據(jù)線路繞擊和線路故障時行波能量變化差異，提出基于短視窗內行波修正能量比的輸電線路繞擊識別方法

5、，并通過實驗驗證了上述理論的正確性;針對雷擊點和閃絡點不一致的情況，提出基于短時窗內測點間行波距離的雷擊點和閃絡點不一致的判斷方法及相應的測距方法，同樣通過實驗驗證了此方法的正確性。
　　 對取電線圈的功率輸出特性，分別從理論和實驗兩個方面進行了分析，發(fā)現(xiàn)當取電線圈工作在線性區(qū)時，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），同時功率輸出導通角也決定其輸出功率的大小;

6、根據(jù)上述結論并結合輸電線路上負荷變化特點，提出在小負荷時，采用最大功率跟蹤的方法實現(xiàn)取電線圈的最大功率輸出;在大負荷時，采用功率控制法來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計，實驗測試表明取電電源在20-2000A的電流范圍內取電電源可穩(wěn)定輸出2W的功率。
　　 根據(jù)上述理論研究基礎完成了分布式故障測距裝置的研制。并從傳感器和測距裝置兩個方面，分別搭建驗證試驗平臺，并通過實驗驗