高压输电线路分布式行波故障测距技术研究

发布时间：2020-10-30 10:05

　　 随着我国电网的广泛互联和输电容量的大幅增加,高压输电线路在电网互联和远距离输电方面的优点日益凸显,并在全国联网、西电东送、北电南送的工程中发挥了十分重要的作用。但电力系统故障在电力系统运行的过程中难以避免,尤其是在高压输电线路中,由于其输送距离长,沿途气象、环境复杂多变,极易发生雷击、放电、短路等故障,而发生故障后故障点又极难查找,从而导致线路被迫长时间停电,严重影响了供电可靠性,造成了巨大的经济损失。本文针对高压输电线路的故障特点,构建了一种非接触宽频带行波采集、高动态范围的暂态信号处理与分布式行波测距算法相结合的分布式故障定位系统。该系统通过暂态信号分离的单极点滤波启动技术可以有效识别高阻接地故障,为进一步提高故障测距的精度,实现可靠的精确故障定位,提高巡线的质量,降低巡线的工作强度提供了可能。系统以分布式非接触采集终端为基础,对空间电磁场传感器进行了仿真分析。利用GPS同步时钟技术和时间补偿偏差算法,对引起的时间偏差进行了补偿,提高了时间精度。同时,本文结合自适应行波测距算法和宽动态范围的暂态冲击启动算法,建立切合实际的分布式行波测距模型,实现非接触方式获取行波信号,对高阻故障等产生的弱行波信号具有很高的分辨和捕获能力,可大大提高行波测距的精确性和可靠性。基于非接触行波获取技术,本论文研制了非接触行波定位终端装置,实现了行波信号的高速采集、记录和远传,定位终端分布式安装于线路杆塔上,不必停电安装,运行管理和维护方便。另外,本论文还对系统的软硬件功能进行了设计,形成完整的分布式故障定位系统。通过实际测试,确保了同步数据采集、数据处理、数据存储、数据传输等一系列数据处理通道在连续的随机信号触发状态下的正确性,满足现场故障精确测距的条件和要求。为高压输电线路故障后及时查找故障点、分析故障原因、快速恢复供电提供有力的技术支持。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM75
【部分图文】：

山东大学硕士学位论文??分布式行波测距算法相结合的新型故障定位系统。系统由分布式安装于输电线路杆??塔的终端、服务器中心主站和用户系统三部分组成，如图１－１所示。??监测终端?中心站?用户系统??数据采集??—单元—?数辦?移ｇｌ：??中央控制?．．．?前置处??单元＿?理模块???故障诊断?服欠．?．．算机??ｊＳｆｅ单兀?模块?ＷＥＢ服务问终端??电源单元：???＾?—一＾：—：???Ｉ????其他系统???图１－１系统架构图??非接触分布式行波监测终端釆用了基于空间电压电流行波的宽带检测技术，通??过宽频带（其中电压通道的频带范围达１５Ｈｚ？５ＭＨｚ，优于１６倍频程）非接触传感??器采集故障电压电流行波信号，并采用基于宽动态范围（优于６０ｄＢ）的暂态冲击??启动算法捕捉冲击信号，以ＧＰＳ＋ＢＤＳ卫星定位授时系统实现数据的同步采样，实??现各终端电压和电流行波信号的同步高速记录。各终端通过ＧＰＲＳ通信将记录的故??障简报数据和录波数据上传云端中心主站，主站基于终端拓扑结构、分布式行波测??距算法和动态波速自适应算法，自动判断故障区段并进行精确故障测距。??系统具有如下优势：??（１）

山东大学硕士学位论文??第２章非接触分布式行波测距方法研究??２．１基于空间电磁场的非接触传感器??２．１．１基于空间电磁场的传感器特性??行波的传输是通过输电线路与大地之间的空气介质，以电场和磁场转换的形式??进行的，即电磁波方式传输。变化的电压产生变化的电场，同样变化的电流产生变??化磁场［３６］。该论文通过特制的电磁波接收天线，实现对电磁波的接收，最终达到对??输电线路行波故障特征信息的采集。??电场传感器具有方向性，可以更好的适应杆塔安装的信号接收。电压信号传感??器的方向图垂直向上，半功率点约为土４５度，图２－１左表示的是电压传感器的接收??极坐标方向图，在垂直向上方向接收的灵敏度最高，水平方向接收的能量就可以忽??略了。图２－１右比较直观的表示了电压传感器的矢量接收方向图。??

山东大学硕士学位论文??到衰减，与全向天线相比定向天线的优点是显而易见的。??电压通道传输特性如图２－２所示。电场传感器采用了宽频带通道，３ｄＢ带宽带??宽达到了?１５Ｈｚ－－１５ＭＨＺ。宽带特性使得记录的信号波形没有明显的失真，为后续??的波形分析提供了完整的数据。目前的对行波的采集一般采用罗氏线圈对行波信号??采集，其带宽范围一般为１ｋＨｚ？１ＭＨｚ。非接触传感器的频带特性优于通常使用的??罗氏线圈。??
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本文编号：2862327