某电力公司35kV变电站故障录波分析系统的设计与实现

发布时间：2020-04-05 07:33

【摘要】：当电网发生故障或受到扰动时,故障录波分析系统会记录电网电压、电流以及保护动作的情况,得到大量有研究价值的数据。通过电网各种状态参数,分析事故发生的原因并得出事故处理的对策。电网的稳定性和安全性与人们的生活以及财产安全息息相关,故障录波分析系统能够在电网运行时及时监测到电网的异常情况,保障了电力系统的稳定运行。在对现有的国内外故障录波系统进行分析的基础上,本文选取了某供电分公司供电区域中变电站的故障录波系统为研究对象。基于前端采集站、中间控制层和后端数据分析层,设计了一种三层部署结构的变电站故障录波分析系统。采用UML方法对用户的实际需求进行了建模分析;并对系统的总体架构、主要功能进行了设计,其功能包括系统管理、参数设置、实时监测、录波分析以及文件处理五大共模块。最后阐述了故障录波分析系统中底层程序的实现过程;并以录波分析和实时监测两个主要功能模块为例,论述了故障录波分析系统的具体实现。最终研制一种免维护的、能够跨平台的故障录波数据接入和信息管理的集控系统。重点解决了目前大容量录波数据传输、存储问题,以及基于录波数据的分析和统计问题。该系统采用C++和QT开发,并在Windows操作系统下对功能进行测试。测试结果表明,所研究的故障录波分析系统适用于该供电分公司的电网运维工作需要,并符合设计方案。在系统实施后运行正常,不仅提升了变电站故障分析的能力,而且能够降低人工巡检的工作量,实现了对变电站的不间断监测;在故障发生后,为技术人员的及时分析问题,制定对策提供了有效的参考依据。
【图文】：

故障录波系统,原理框图

图 2.1 故障录波系统原理框图Fig.2.1 Diagram of Fault recorder system2 录波分解的两种算法2. 1 Mallat 算法结合多分辨率分析，Mallat 提出了信号的塔式多分辨率分解与综合算法，习惯上简为 Mallat 算法。Mallat 算法在小波分析中的地位颇有些类似 FFT 在经典傅立叶分析的地位。Mallat 算法的基本思想如下[12]：令 (k)， (k)是多分辨率分析中的离散逼近系数，(k)， (k)是满足尺度差分方程的两个滤波器，则 (k)， (k)存在如式(2-1)和(2-2)递关系:(k) = (n-2k) = (k) * (2k) (2-1)(k) = (n-2k) = (k) * (2k) (2-2)

故障录波,数据记录,方式,时段

图 2.2 常用故障录波数据记录方式Fig. 2.2 Fault Recorder Data Recording Mode下面对电网中故障发生时，故障录波的时序进行分析。（1）通过 A 时段可以看出，此阶段的电网震荡较大，因此在进行波形采集时，其呈现的状态是高速瞬时的，其整个记录过程大于等于 0.04s。（2）当进入到 B 时段后，，此阶段的由于故障发生后，电网的电气参数进入到瞬时暂态，此时所采集的波形数据也是高速瞬时的，其记录过程大于等于 1.0s。（3）在 C 时段，此时是电网发生震荡后的中期阶段，故障录波所记录的是工频有效值，此阶段的记录时长大于等于 1.0s。（4）在 D 时段，故障录波所记录的仍然是工频有效值，但与 C 时段不同的是，该阶段记录的是每隔 0.1s 的采样值，持续时长为 20s。（5）在 E 时段，故障录波所记录的是电网中电气参数的动态变化值，以每秒为采样时间，对工频有效值进行采样，持续时长大于等于 10min。在电网中电力系统震荡或故障发生，故障录波分析系统便开始启动，如图 2.2 所示，从 A 时段的 s 时刻开始，按照五个时段依次进行波形的记录。而在整个记录的时序过程中，一旦故障录波分析系统重新监测到触发条件时，假定处于第二时序 B 阶段，则开
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM63

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