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電網(wǎng)故障初始行波理論分析及其選線研究畢業(yè)論文(已修改)

2025-07-09 15:52 本頁面
 

【正文】 電網(wǎng)故障初始行波理論分析及其選線研究畢業(yè)論文電網(wǎng)故障初始行波理論分析及其選線研究摘要高壓輸電線路故障對整個電力系統(tǒng)的安全運行成較大威脅,而且對線路維護人員帶來繁重的負擔。線路故障后快速、準確定位,可以及時修復線和快速恢復供電,不僅對快速修復故障線路,保證供電可靠性及減少停電損失,而且對保證整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及經濟運行都有十分重要的作用。 本文主要闡述了行波產生的原理,以及在理想狀態(tài)下輸電線路的波過程。求出在理想狀態(tài)下的波動方程以及分布參數(shù)電路中的電壓電流解。為解決三相線路中線路耦合問題,介紹了相模變換原理。分析了理想狀態(tài)下單相經電阻接地故障的模量方程。通過計算機仿真,更形象的理解行波的概念以及初步選線原理。最后介紹了目前國內外故障定位眼界的現(xiàn)狀,對各種選線原理作了簡單介紹,如零序電流有功分量法,諧波分量法,能量法,基于最△()大原理法,小波分析法等等,同時也介紹了目前國內外常用的各種測距方法,著重介紹了行波測距的A型、B型和C型三種測距原理及其特點。單相接地故障情況復雜,所提出的各種選線方法都有各自的局限性,在實際運行中的選線結果并不能令人滿意,導致接地故障選線是長期困擾實際運行的一個技術難題。以行波理論為基礎研究小電流系統(tǒng)單相接地暫態(tài)故障特征,同時應用小波變換來提取行波故障特征來構造選線判據(jù),開辟接地選線新思路。目前行波測距方法多數(shù)還停留在理論研究的階段,其實用性還有待進一步檢驗。這同配電網(wǎng)自動化的水平不相適應,很有必要對此進一步的研究。隨著電力系統(tǒng)自動化整體水平的提高,新的數(shù)學工具和技術的不斷出現(xiàn),研究高性能的行波測距方法是必然的。關鍵字:行波 過程 故障 選線 測距IFault analysis of the initial traveling wave theory and its alignment studyABSTRACTHigh voltage transmission line fault on the entire power system has a larger threat to the safe operation and maintenance personnel on the line brought about by the heavy burden. After the line fault, fast and accurate positioning can be repaired in time lines and rapid restoration of power supply, not only for the rapid repair of fault line, to ensure supply reliability and reduce power losses, but also to ensure the safety and stability of the entire system and the economy are very important.This paper described the principle of traveling wave generated, as well as in the ideal state of the wave process of transmission lines. Obtained under the ideal state in the wave equation as well as the distributed parameter circuit voltage and current solutions. In order to solve the issue of line coupling of Threephase lines to address , the paper introduces the principle of phasemode transformation. Analysis of state of an ideal singlephase earth fault resistance modulus of the equation. Through puter simulation, we can have a good understanding of the concept of traveling wave, as well as the principle of the initial alignment. Finally, the fault location at home and abroad vision of the status, the principle of the various alignment is introduced, such as zerosequence current active ponent law harmonic law, energy law, based on the most great principles of law, wavelet analysis law, etc., but also introduced a variety of monly used at home and abroad ranging approach, focused on the travelingwave range of A, B and Crange principle and the characteristics of the three. Singlephase ground fault plexity of the various alignment methods have their own limitations in the actual operation of the line selection and unsatisfactory results , it leads to ground fault line is the actual operation of the longstanding problem of a technical problem. Through wave theory to researchbased system for small current transient singlephase ground fault characteristics, while the application of wavelet transform to extract the characteristics of travelingwave fault line selection criteria to construct and open up new ideas for grounding line selection. Traveling wave fault location method is currently still in the majority of the stage of theoretical research, but its usefulness remains to be further same level of distribution automation are inpatible, so it is necessary to further this research. With the power system increasing the overall level of automation, more and more new mathematical tools and emerging more and more technologies to study the performance of the traveling wave fault location method is inevitable.KeyWords: Traveling wave Process Fault Line selection Location目錄摘要 IABSTRACT II目錄 III第一章 引言 1 1第二章 行波理論 3 3(參數(shù))電路 3 3 單相線路波過程相關原理 5 均勻傳輸線及波動方程 5 均勻傳輸線中的波過程 9 行波的傳輸特性 11 彼得遜法則 14 行波經串聯(lián)電感時的折射與反射 15 行波經并聯(lián)電容時的折射與反射 17 行波經電阻接地時的折射與反射 18 三相線路波過程相關原理 20 無損耗平行多導線系統(tǒng)中的波過程 20 相模變換 22 三相線路的波過程 28 三相線路單相接地故障模量行波分析 31 34第三章 行波仿真 39 39第四章 故障定位理論介紹 42 故障定位國內外研究現(xiàn)狀 42 各種選線原理的分析 43 零序電流有功分量法 43 諧波分量法 43 能量法 44 基于最△()大法原理 44 小波分析法 44 人工智能法 44 各種測距原理的分析 45 基于穩(wěn)態(tài)零序分量的測距方法 45 45 基于外加信號的傳遞函數(shù)測距方法 46 行波測距方法介紹 46 A型原理 46 B型原理 47 C型原理 48 行波測距原理特點 48結論 50參考文獻 51致謝 52III南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計(論文)第一章 引言[8]高壓輸電線路故障對整個電力系統(tǒng)的安全運行成較大威脅,而且對線路維護人員帶來繁重的負擔。線路故障后快速、準確定位,可以及時修復故障線和快速恢復供電,不僅對快速修復故障線路,保證供電可靠性及減少停電損失,而且對保證整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及經濟運行都有十分重要的作用。電力系統(tǒng)中性點接地方式可劃為兩大類:中性點有效接地系統(tǒng)和中性點非有效接地系統(tǒng)。中性點有效接地系統(tǒng)又稱大電流接地系統(tǒng),包括中性點直接接地和經低值阻抗接地的方式;中性點非有效接地系統(tǒng)又稱小電流接地系統(tǒng),包括中性點不接地、經高值阻抗接地方式和經消弧線圈接地的方式。我國配電網(wǎng)中,66kv及以下都屬于小電流接地系統(tǒng)。我國配電網(wǎng)中性點普遍采用不接地或經消弧線圈接地(統(tǒng)稱非有效接地)的運行方式。到目前為止,雖然有部分選線裝置在使用,但選線成功率極低,不少變電站將其停運,中性點非有效接地系統(tǒng)的選線問題仍然是一個困擾電力工作者的難題。近年來,對配電網(wǎng)的選線問題研究越來越多,出現(xiàn)了利用穩(wěn)態(tài)分量,暫態(tài)分量和注入法的三類選線方法,如比幅比相法,有功分量法,五次諧波法,首半波法和信號注入法。這些方法各有優(yōu)缺點,多數(shù)只能適用于中性點不接地或不直接接地系統(tǒng),具有局限性,并且選線準確性受到一定質疑。根據(jù)電磁場理論,電能以波的形式傳播。正常運行和發(fā)生故障時,輸電線路上都存在運動的電壓和電流行波。當線路發(fā)生故障時,會從故障點產生向兩側以接近光速傳播的暫態(tài)電流行波和電壓行波,而行波信號中包含著豐富的故障信息,對于繼電保護來說,充分利用線路故障時產生的暫態(tài)故障行波,即行波的故障分量,可構成超高速行波保護。由于暫態(tài)電流、電壓行波不受兩端換流站的控制,其幅值和方向皆能準確反映原始的故障特征而不受影響,可見其可靠性是很高的。而且,同基于工頻電氣量的傳統(tǒng)保護相比,行波保護具有超高速的動作性能,其保護性能不受電流互感器飽和、系統(tǒng)振蕩和長線分布電容等的影響,因此行波保護以其優(yōu)良的速動性在國際上一直被作為直流輸電線路的主保護。配網(wǎng)行波選線法的思想是受輸電系統(tǒng)行波測距原理所啟發(fā)[5]。國內對配電系統(tǒng)的行波選線原理研究較少,但已有學者證明配電系統(tǒng)行波選線甚至測距都是可行的,并且做了一些有意義的工作。這些方法多使用零?;蚓€模電流進行判斷,這在僅含有兩相電流互感器的線路中選線算法失效。另外,雖有人想出了適用于僅含兩相電流互感器線路的選線方法,但判斷過程較繁瑣,還得分類討論,能否應用于兩出線系統(tǒng)還有待考證。51第二章 行波理論(參數(shù))電路[2]在我們從前討論的電路問題中,討論的是由集總元件相互連接成的集總電路。根據(jù)電磁場理論,電磁波是以光速傳播的,電磁波的波長,其中是頻率。頻率越高,波長越短。當一個實際電路的外形尺寸和波長相比“ 很小”,而可以忽略不計時,電磁波沿電路傳播的時間幾乎為零。在這種情況下實際電路就可按集總電路處理,此時我們對集總(參數(shù))元件假定:在任何時刻,流入二端元件的一個端子的電流等于從另一端流出的電流,兩個端子之間的電壓為單值量。由集總元件構成的電路稱為集總電路,或具有集總參數(shù)的電路。這個結論可以用電磁場理論證明,同時大量實踐也能夠充分加以證實。這類似力學理論中把一個剛體近似地用一個質點處理。在有線通信或電力傳輸中使用架空線或電纜傳遞信號或能量。這類傳輸線的“尺寸”比之波長就不一定“很小”了。例如電視接收機與其接收天線是通過一對傳輸線連接起來的。設天線上出現(xiàn)了一個200MHz的正弦電壓信號。,在沒有衰減的情況下,電視機接收端處的電壓可以寫為=。換句話說,在任何時間t,兩處的電壓的相位都正好相反。從波長角度看,而傳輸線的長度恰好為波長的一半。如果頻率是200KHz,得到的結論是,即兩處電壓幾乎相同,此時傳輸距離僅為波長的1/2000。這種情況同適用于電流。由以上分析可以得知,當實際電路尺寸與工作波長接近時,就不能再用集總電路的概念與假設。此時我們引入分布(參數(shù))電路的概念用電壓電流為物理量描述三維空間中傳輸線
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