同塔双回输电线路行波故障选相及测距方法的研究

发布时间：2020-10-11 11:32

　　 为了提高输电线路走廊的输电容量,提高经济和社会效益,同塔双回输电线路得到了快速的发展。同塔双回线路故障类型繁多,故障特征复杂,在故障处理时容易发生误操作现象。为了快速准确地实现故障分析,本文在总结输电线路行波理论和相模变换的基础上,根据同塔双回输电线路的特点,对行波法故障选相和故障定位方法进行了研究。介绍了同塔双回输电线路中不同类型线路相模变换矩阵推导方法,针对现有相模变换矩阵单一线模分量无法反映所有故障类型的问题,根据相模变换矩阵特点总结提出了一种新的适用于同塔双回输电线路的相模变换矩阵。介绍了同塔双回输电线路的行波过程与折反射理论。在ATP-EMTP暂态仿真软件中对同塔双回输电线路进行建模仿真,分析了不同情况下故障电压波形的特点。介绍了信号分析方法中的小波变换理论、经验模式分解(EMD)理论及其去噪方法,在EMD理论基础上,为了改善模态混叠和端点效应,本文使用改进集成经验模式分解(改进EEMD)理论实现待分析信号的分解。该理论继承EMD的优点,不受Heisenberg测不准原理限制,并能快速消除现场噪声的影响。介绍了自相关分析法、倒谱分析法及信息熵理论。介绍了支持向量机,并且为了快速准确地解决多分类问题本文将纠错输出编码分类机引入故障选相的研究中。相较于传统的利用支持向量机的多分类方法,纠错输出编码分类机计算量较少,且对支持向量机的判断具有纠错能力。本文分别将小波变换和改进EEMD奇异值分解与信息熵结合,引入到行波故障选相的研究中,并对两种方法进行比较。使用故障电压行波进行选相可以快速地提取丰富的故障信息。本文利用两种信号分解方法将行波电压信号按照频域进行分解,通过信息熵可以体现出故障相与非故障相行波能量在不同频率分量上分布的特征。以此为依据使用纠错输出编码分类机实现故障选相。仿真结果表明,两种选相方法均可以快速准确地实现故障选相,具有较强的抗干扰能力。相较于小波能量熵故障选相方法,改进EEMD奇异值熵选相方法更具有优势。本文将倒谱分析引入单端行波故障测距研究中。针对原有利用多重信号分类(MUSIC)谱估计提取行波固有频率的单端测距法计算较为复杂、精度较低的缺点,本文将行波固有频率与波头识别相结合,通过对经过改进EEMD分解滤波去噪后的线模分量倒谱分析提取行波固有频率及波头信息。根据仿真模型的线路参数得到与频率相关的波速,在此基础上实现单端行波故障测距。仿真结果表明,利用倒谱分析的单端行波测距方法计算简单,适用范围较广,测距精度高,抗干扰能力强。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM75
【部分图文】：

第二章 输电线路暂态行波传输特性第二章 输电线路暂态行波传输特性电线路的波过程电线路模型中，输电线路单位长度的电阻、电感、电导0来表示，电磁场和电场能分别储存在线路上的电感和电于系统大、参数多，参数对行波的影响情况十分复杂，型[35]，需要考虑分布模型中的波过程。图 2.1 为参数均

图 2.6 500kV 同塔双回线路故障仿真模型.2 不同故障类型输电线路故障仿真为考虑到本文中选线和测距计算时结果的对比分析，本文中仿真算例均采用本节介模型，线路长度均为 200km，故障发生时间均为仿真开始 1ms 时，故障位置分别在M 端 2km、40km、80km、120km、180km 和 198km 处（IAG 故障增加 20km、90km、km、160km 四种情况）。同塔双回输电线路线路共有 2 回 6 相线路，故障类型繁多，共有 12 类 120 种故障类表 2.1 为同塔双回输电线路 120 种故障类型表，可以看出单回线路故障 22 种，跨线98 种。根据 2.4.1 的仿真模型，设置短路接地电阻为 10Ω，故障时 M 端的电压初始角此时故障点的电压初始角随故障点位置的变化而变化。表 2.1 同塔双回输电线路故障类型表故障类型 种类回线简故障单相接地故障(如 IBG) 6相间短路故障(如 IBC(G)) 12三相短路故障(如 IABC(G)) 4单相跨异名单相故障(如 IBIIC(G)) 12单相跨异名两相故障(如 IAIIBC(G)) 12

第二章 输电线路暂态行波传输特性为 10Ω 为例，在 ATP-EMTP 中进行仿真研究，M 点处电压初始角为 0°，N 点处电压初始角为-30°，采样频率为 1MHz，仿真时间为 4.095ms。图 2.7 为 I 回线 M 端与 N 端的三相电压仿真波形，图 2.8 为 II 回线 M 端与 N 端的三相电压仿真波形。
【参考文献】

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本文编号：2836535