基于單端暫態(tài)行波時(shí)頻分析的線路故障測(cè)距方法研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)的大規(guī)模加速建設(shè)，其安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨新的挑戰(zhàn)。輸配電線路作為電網(wǎng)的骨架，其樞紐作用日益凸顯，快速、準(zhǔn)確、可靠地進(jìn)行故障測(cè)距以及時(shí)恢復(fù)供電，具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
　　線路故障中的80％以上是單相接地故障，且絕大多數(shù)是瞬時(shí)性故障，特別是在配電網(wǎng)小電流接地系統(tǒng)中，還存在著檢測(cè)信號(hào)偏小、故障電弧不穩(wěn)定等問(wèn)題，傳統(tǒng)基于故障穩(wěn)態(tài)量的測(cè)距方法會(huì)受限?；诠收蠒簯B(tài)量的測(cè)距方法利用豐富的故障暫態(tài)信息，具有響應(yīng)速度快和準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)

2、。以行波法尤為突出，但仍存在行波波頭識(shí)別困難、波速難以確定等不足影響其測(cè)距可靠性和準(zhǔn)確性。且對(duì)配電網(wǎng)而言，往往只在母線處裝有PT、CT量測(cè)裝置，單端測(cè)距更具優(yōu)勢(shì)。因此，深入研究故障暫態(tài)行波時(shí)頻域特征信息，開發(fā)性能優(yōu)良的單端測(cè)距方法，進(jìn)一步發(fā)展和完善行波故障測(cè)距技術(shù)具有較大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文首先結(jié)合相模變換分析了輻射狀架空配電線路發(fā)生單相接地故障后的暫態(tài)行波特征。其次，根據(jù)分布參數(shù)線路象函數(shù)模型，推導(dǎo)故障后電壓電流的象

3、函數(shù)表達(dá)式，并通過(guò)求解該表達(dá)式的特征公式，得到行波特征頻率和故障距離的數(shù)學(xué)關(guān)系式。同時(shí)，簡(jiǎn)要介紹線路參數(shù)的頻變特性及行波的色散，為后文的故障測(cè)距奠定了理論基礎(chǔ)。
　　本文在考慮暫態(tài)行波頻率特征對(duì)行波波頭到達(dá)時(shí)刻及傳播速度影響的基礎(chǔ)上，提出一種基于單端暫態(tài)行波時(shí)域特征的配電線路單相接地故障測(cè)距方法：根據(jù)模量行波在故障點(diǎn)的交叉透射特征實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的判別；利用連續(xù)小波變換的Lipschitz指數(shù)將暫態(tài)行波波頭到達(dá)時(shí)刻及傳播速度匹配起來(lái)，

4、完成故障測(cè)距；對(duì)由故障距離隨機(jī)、采樣頻率有限所帶來(lái)的故障測(cè)距截?cái)嗾`差進(jìn)行分析并修正，優(yōu)化測(cè)距結(jié)果。本文在EMTDC中搭建了仿真模型，并通過(guò)MATLAB計(jì)算，驗(yàn)證了該方法的正確性。
　　同時(shí)，本文比較了提取故障行波特征頻率的DFT、復(fù)小波變換和矩陣束法在輸電線路單端故障測(cè)距上的適用性及其優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)奇異值差分譜對(duì)矩陣束法進(jìn)行了改進(jìn)。進(jìn)一步提出一種考慮配電網(wǎng)零模網(wǎng)絡(luò)特征頻帶（SFB）性質(zhì)的特征主頻單端測(cè)距方法。通過(guò)改進(jìn)矩陣束法，從采