基于自然頻率的高壓電纜單端行波故障測(cè)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(kāi)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(yùn)營(yíng)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(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外各種電纜測(cè)距技術(shù)的分析研究，針對(duì)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(cè)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(guò)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(duì)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(guò)電力電纜端點(diǎn)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(hào)自然頻率；根據(jù)實(shí)際有損的電力電纜對(duì)測(cè)距方程進(jìn)行了一

3、定的修正。
　　（3）利用PSCAD對(duì)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(xiě)的算法，分析驗(yàn)證故障點(diǎn)金屬性短路時(shí)基于故障行波自然頻率主成分測(cè)距方法的精確性；通過(guò)對(duì)不同短路條件(即改變短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻)和系統(tǒng)端阻抗的仿真，驗(yàn)證該測(cè)距方法的適用性；仿真驗(yàn)證不同母線類型對(duì)該測(cè)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(cè)距方法，不受時(shí)域行波測(cè)距時(shí)波頭的影響，實(shí)驗(yàn)表明測(cè)距精度較高，具有良好研究前景。