基于数学形态学的VSC-HVDC输电电缆的故障测距

发布时间：2019-08-03 19:01

【摘要】：提出一种基于双端故障信息的单端测距法,即当故障距离在中点之前,用M端故障量进行测距,当故障距离超过中点,用N端故障信息进行测距。此法基于数学形态学滤波,再采用形态学梯度提取故障时刻的方法,能准确提取故障点的时刻。本文采用PSCAD/EMTDC进行建模仿真,用MATLAB进行数据处理。实验结果表明,该方法测距原理简单,设备投入少,准确度较高。
【图文】：

第12期2单端行波测距基本原理2.1单端行波测距原理A型测距法是一种单端故障测距的方法，此法利用故障点产生的行波根据行波在测量点和故障点之间往返一次的时间和行波波速确定故障点的距离。如图2（a）所示，M和N分别表示直流接地极线路的两端，F为故障点位置，测量点在M处，在故障点F处将产生行波电流fi，规定由故障点沿线路向两端传播将M端母线到点的传播方向规定为行波传播的正方向。如图2(b)行波网格图中所示，F点故障时，产生故障暂态行波并分别向直流接地极线路两端传播，uM-(t)为第一个到达测量端M的反向行波，到达时刻记为TM1，之后uM-(t)反射形成第一个正向行波uM+(t)，uM+(t)到达故障点后再次反射形成反向行波uFR-(t)，uFR-(t)到达测量端M的时刻记为TM2。u-N(t)为第一个到达测量端N的反向行波，到达时间记为TN1，之后u-N(t)反射形成第一个正向行波u+N(t)，u+N(t)到达测量端N的时刻记为TN2，由此故障距离表示为：DMF=12vΔt（1）DNF=12vΔt'（2）DMF=L-DMF（3）式中v为波速度，其中v=1/LC，Δt=TM2-TM1,Δt'=TN1-TN2当系统双极故障接地，故障距离大于总线路长度一半时，由于本文所采用的形态学梯度算法可以有效地分辨出u-FR(t)，所以本文只需采用公式（1）就能进行有效地故障测距，大大减小了测距中的困难。2.2行波的提取对双极高压直流输电线路，由于两极导线之间相互耦合，因此需要将电流或电压相量解耦，，使其成为相互独立的模量(即进行相模变换）。经过模变换后，直流接地极线路在频域的任一模分量的基本方程与波动方程是完全独立的，然后进行正、反向行波浪涌的分离。

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本文编号：2522731