输电线路故障测距研究及仿真.docx

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1、输电线路故障测距研究及仿真目录摘要IAbstractsII1绪论11.1 输电线路故障测距的背景和意义11.2 输电线路故障测距的发展和研究现状21.3 本文的主要内容32输电线路故障测距方法42.1 阻抗法42.2 行波法42.3 故障分析法52.4 各种故障测距方法的比较62.5 本章小结63线路信号提取及模型建立技术73.1 基于实际情况的输电线数学模型73.2 数字滤波算法113.3 本章小结144单回线双端电气量故障测距算法154.1 双端电气量故障测距算法154.2 相模变换164.3 正序故障分量的提取164.4 本章小结165基于MAT1AB的双端电气量故障测距数字仿真175.

2、1 线路模型175.2 仿真算法流程175.3 MAT1AB模型及参数185.4 故障下的仿真计算和故障分析195.5 本章小结21参考文献22致谢22ContentsAbstractII1 Introduction11.1 Backgroundandsignificanceoffau1t1ocationfortransmission1ine11.2 Deve1opmentandresearchstatusoftransmission1inefau1t1ocation21.3 Themaincontentofthispaper32 Transmission1inefau1t1ocationme

3、thod32.1 Impedancemethod42.2 Trave1ingwavemethod42.3 Fau1tana1ysis52.4 Comparisonofvariousfau1t1ocationmethods62.5 Summaryofthischapter63 1inesigna1extractionanditsmode1estab1ishmenttechno1ogy63.1 Mathematica1mode1oftransmission1inebasedonactua1conditions73.2 Digita1fi1teringa1gorithm103.3 Summaryof

4、thischapter144 Sing1ecircuitdoub1etermina1e1ectrica1fau1t1ocationa1gorithm144.1 Doub1etermina1e1ectrica1fau1t1ocationa1gorithm154.2 Phasemodetransformation164.3 Extractionofthepositivesequencefau1tcomponents164.4 Summaryofthischapter165 Digita1simu1ationonthedua1termina1e1ectrica1quantityofMAT1AB175

5、.1 1inemode1165.2 Simu1ationa1gorithmf1ow175.3 MAT1ABmode1andparameters185.4 Simu1ationandfau1tana1ysisoffau1t195.5 Summaryofthischapter21Reference22Acknow1edgement23输电线路故障测距研究及仿真摘要：能够在高压和超高压的输电线路中，及时、准确的找出故障的位置，既能最快的修史输电线路，找出输电隐患和确定输电的可靠性，还能对确定整个电力系统稳定的运行和经济运行都至关重要。对比现在输电线路故障测距中所存在的般问题，本文将在故障分析法的前提

6、下，将在以下几个方面展开了深入的探讨和研究:本文以理论推导作为基本的研讨方法,说明了单端以及双端线路故障测距的基本原理，在推导的过程分析中得出单端测距不能同时去除过渡电阻以及对侧系统阻抗的影响。然而双端测距的方法能够在理论上解决单端测距原理性的误差，还能提高测距的精度。最后进行了双端测距的仿真，来说明双端测距的优势。关键词：电力系统输电线路故障测距双端电气量测距ResearchandSimu1ationoftransmission1inefau1t1ocation(Mechanica1&E1ectrica1EngineeringCo11ege,ShandongAgricu1tura1Unive

7、rsity)AbstractCaninhighpressureandu1tra-highvo1tagetransmission1ines,time1yandaccurate1yfindthepositionoffau1t,cannoton1yfixthefastesttransmission1ines,findoutthehiddenperi1sanddeterminethere1iabi1ityoftransmission,transmissioncana1sotodeterminethestabi1ityofpowersystemoperationandeconomicoperationa

8、recrucia1.Contrastinthehighvo1tagetransmission1inefau1t1ocationnowcommon1yexistingprob1ems,thisartic1ewi11beonthepremiseoffai1ureana1ysis,wi11beinthefo11owingsevera1aspectsthein-depthdiscussionandresearch:Inthispaper,theoretica1derivationasbasicresearchmethod,i11ustratesthesing1esideanddoub1eside,th

9、ebasicprincip1eof1inefau1t1ocationintheprocessofderivationana1ysisitisconc1udedthatthesing1eendedcantremovethetransitionresistanceandtheinf1uenceofthecontra1atera1systemimpedance.However,doub1e-endrangingmethodcan,intheory,so1vethesing1e-endedrangingerroroftheorigina1rationa1,a1socanimprovetheprecis

10、ionofranging.Keywords:E1ectricpowersystems;highvo1tagetransmission1ine;fau1t1ocation;fau1tana1ysis1绪论1.1 输电线路故障测距的背景和意义电能作为清洁的二次能源，可靠优质的电力供应是当代社会持续稳定发展进步的强力保证。高压输电线路作为电力系统运行的主要因素，是发电厂以及广大用户之间联系的桥梁，担负着运输电能重要的任务，而且同时它又是电力系统中发生故障最频繁的地方。随着国内电力市场的快速发展，当代电力系统结构的越来复杂，输电线路的运送容量和电压等级的不断提高，远距离的输电线路越来越多，电力系统运行

11、的输电线路故障，对工农业的生产和广大人民群众的日常生活带来的危害也很是严重。因此，如果在线路故障后能够及时、准确的找出故障具体位置，不仅修复了线路和保证了可靠供电，而且也对保证整个电力系统的安全稳定以及经济运行都有很重要的作用和意义。但是查找线路的故障是极其困难的，随着输电电压的等级向超高压以及特高压迅速发展，以及高速甚至超高速断路器和继电保护装置方面的应用，线路故障切除所用的时间就被大大缩短，这就使得绝大部分的线路故障不会有明显的破坏迹象。这不仅仅给故障线路的排查带来了非常大的困难，还将会成为继发性故障的最大隐患。而且远距离的输电线路必要时可能要穿越山区、戈壁等一些偏远地区，交通情况非常不放

12、便。还有，不少数故障往往在风雨、雷电等较为恶劣的气候中发生。国内电力系统的巡线装置相对简陋，从而使故障测距的精准度对故障巡线工作起了至关重要的作用。因此，高压输电线路故障测距这门技术的广泛发展和大力应用具备非常重要的作用，而且一直是国内外所有电力系统工作者研究的重点及热点。综上所述，输电线路故障测距最主要的意义包括以下几个方面，对永久性故障来说，利用准确的故障测距能够帮助维护工作人员以最快的速度查找出故障点，及时的修复故障，快速的恢复用电能力，提高供电的可靠性以及连续性,把停电带来的经济损失和检修所耗费的大量人力、物力及财力降到最低。对瞬时性故障来说，精确的故障测距技术有利于故障原因分析，快速

13、、准确的发现绝缘所存在的隐患，从而进一步采取积极的提前预防措施，避免操作不慎而形成永久性的故障，节约了检修的大量时间以及大量费用。如果故障测距的运算方法精度高而且运算量小，那么故障测距本身就可以成为距离保护的器件，从而可以对提高保护性能、保护系统安全的运行有非常重大的意义。1.2 输电线路故障测距的发展和研究现状1.2.1 故障测距技术的发展以及分类很长时间以来，对于这种测距的研究来说，受到很多科学家以及电力工业等部门的广泛关注。以前，关于故障测距这一类的文献和研究就有很多篇。再后来，科学家就开始利用行波的相关技术对其他故障测距进行研究。再后来，科学家对多行波传输线的有关规律有了进一步的了解和

14、认识，电力电子相关技术的快速发展，也使得测距有了极大的发展空间。再后来，计算机技术也很快的融入到电力方面，特别在微机保护及故障记录波形仪器方面的开发和实施，从而使故障测距能很快的被真正的应用。同时，故障测距技术也发展的比较顺利。现在主要的故障测距算法，按其工作原理主要可以分为阻抗法、行波法、智能化测距法、故障分析法。1.2.2 线路故障测距的基本要求线路故障测距是在故障后根据在线实时测量数据或相关录波数据在线或者离线的故隙点的计算位置，从而减少了巡线工作时间，也大大缩短了停电时间，因此对线路故障测距有下三点基本要求。1可靠性可靠性分为两个方面，第一点是指在发生故障后能可靠地测定故障点所在位置，

15、不能因为在测距原理、方法或工艺等一些关键问题而发生拒动，第二点是指测距算法遇到各种故障类型时的适应能力以及对误差的抑制能力，还需要对故障类型，过渡电阻，运行方式，采样率，故障起始时刻等不灵敏。同时测定永久性、瞬时性故障。2推确性准确性对故障测距来说最为重要，如果不能有足够的准确性就表示测距的失败，没有任何意义。测距误差是衡量准确性的唯一标准，可以用绝对误差，也可以用相对误差表示。绝对误差是以测定距离与实际距离之间的长度表示，而相对误差是以绝对误差与被测线路的全长的百分比来表示。当然，测距的误差越小对于测距越有利，实际上，受到技术和经济上的各种因素的影响和限制，误差通常有一定的指标，它不能超过这个指标。例如，国家电网公司颁布的全国电力调度系统科技发展规划纲要也有这个指标，提出对线路故障测距要求是综合误差不得超过1%。3.鲁棒性鲁棒性是对故障测距算法的另一基本要求。鲁棒性在自动控制领域是一个常用术语，在其他领域可能并不多见。测距算法的鲁棒性主要是指算法对综合测量误差的抑制能力和对各种不同性质故障（包括瞬时性故障和永久性故障）的适应能力。1.2.3线路故障测距算法的研究现状很长时间以来，国内外对高压输电线路故障测距技术越来越关注。特别是从1970年开始，微机技术的高速发展，以计算机及其处理器作为基础，故障测距的