基于自然頻率的高壓電纜單端行波故障測距方法研究.pdf

1、隨著城市經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各種產(chǎn)業(yè)用電逐年攀升，電力電纜已經(jīng)逐步取代城市中的架空線，特別是110kV及以上的高壓電纜開始成為城市中的骨干輸電線路。為了保證供電的可靠性、安全性，也為了降低運營成本，一旦高壓電纜發(fā)生故障需要快速準(zhǔn)確地定位。為此，本文通過對國內(nèi)外各種電纜測距技術(shù)的分析研究，針對110kV及以上的高壓電力電纜線路，提出了一種基于自然頻率的高壓電纜單端行波故障測距方法。本文主要工作如下：
　?。?）分析高壓電力電纜基本結(jié)

2、構(gòu)和主要故障的發(fā)生形式；論述了單一輸電線路故障行波的傳播過程以及行波的折、反射現(xiàn)象，特別分析了線路終端不同阻抗條件以及不同母線結(jié)構(gòu)對暫態(tài)行波波形的影響。
　?。?）使用理想電力電纜的輸入—狀態(tài)—輸出模型推導(dǎo)出故障行波自然頻率形成的原因和特性；通過電力電纜端點處的電壓電流拉普拉斯域函數(shù)表達(dá)式推導(dǎo)出在不同反射系數(shù)條件下，故障距離與自然頻率和反射角的關(guān)系；采用傅里葉變換的方法提取行波信號自然頻率；根據(jù)實際有損的電力電纜對測距方程進(jìn)行了一

3、定的修正。
　　（3）利用PSCAD對主絕緣故障進(jìn)行仿真并獲取故障數(shù)據(jù)，借助MATLAB軟件所編寫的算法，分析驗證故障點金屬性短路時基于故障行波自然頻率主成分測距方法的精確性；通過對不同短路條件(即改變短路點的過渡電阻)和系統(tǒng)端阻抗的仿真，驗證該測距方法的適用性；仿真驗證不同母線類型對該測距方法的影響。
　　本文提出的基于自然頻率主成分的單端行波測距方法，不受時域行波測距時波頭的影響，實驗表明測距精度較高，具有良好研究前景。