【正文】 lt, 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(guān)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(jīng)串聯(lián)電感時(shí)的折射與反射 15 行波經(jīng)并聯(lián)電容時(shí)的折射與反射 17 行波經(jīng)電阻接地時(shí)的折射與反射 18 三相線路波過程相關(guān)原理 20 無損耗平行多導(dǎo)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(nèi)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(diǎn) 48結(jié)論 50參考文獻(xiàn) 51致謝 52III南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第一章 引言[8]高壓輸電線路故障對整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行成較大威脅，而且對線路維護(hù)人員帶來繁重的負(fù)擔(dān)。以行波理論為基礎(chǔ)研究小電流系統(tǒng)單相接地暫態(tài)故障特征，同時(shí)應(yīng)用小波變換來提取行波故障特征來構(gòu)造選線判據(jù)，開辟接地選線新思路。分析了理想狀態(tài)下單相經(jīng)電阻接地故障的模量方程。線路故障后快速、準(zhǔn)確定位，可以及時(shí)修復(fù)線和快速恢復(fù)供電，不僅對快速修復(fù)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(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有十分重要的作用。 本文主要闡述了行波產(chǎn)生的原理，以及在理想狀態(tài)下輸電線路的波過程。通過計(jì)算機(jī)仿真，更形象的理解行波的概念以及初步選線原理。目前行波測距方法多數(shù)還停留在理論研究的階段，其實(shí)用性還有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。線路故障后快速、準(zhǔn)確定位，可以及時(shí)修復(fù)故障線和快速恢復(fù)供電，不僅對快速修復(fù)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(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有十分重要的作用。我國配電網(wǎng)中性點(diǎn)普遍采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地(統(tǒng)稱非有效接地)的運(yùn)行方式。根據(jù)電磁場理論，電能以波的形式傳播。而且，同基于工頻電氣量的傳統(tǒng)保護(hù)相比，行波保護(hù)具有超高速的動作性能，其保護(hù)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(hù)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(hù)。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(yīng)用于兩出線系統(tǒng)還有待考證。當(dāng)一個(gè)實(shí)際電路的外形尺寸和波長相比“ 很小”，而可以忽略不計(jì)時(shí)，電磁波沿電路傳播的時(shí)間幾乎為零。這類似力學(xué)理論中把一個(gè)剛體近似地用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)處理。設(shè)天線上出現(xiàn)了一個(gè)200MHz的正弦電壓信號。如果頻率是200KHz，得到的結(jié)論是，即兩處電壓幾乎相同，此時(shí)傳輸距離僅為波長的1/2000。[2]對于具有多個(gè)動態(tài)元件的復(fù)雜電路，用直接求解微分方程的方法比較困難。拉普拉斯變換和傅里葉變換都是積分變換，但是拉普拉斯變換比傅里葉變換由更廣泛的適用性，所以拉普拉斯變換法是求解高階復(fù)雜動態(tài)電路的有效而重要的方法之一。還可以看出的拉氏變換存在的條件是該式右邊的積分是有限值，故稱為收斂因子。 本文令是函數(shù)的拉氏變換式。另方面，由于兩導(dǎo)體構(gòu)成電容，因此在線間存在電容電流；導(dǎo)體間還存在漏電導(dǎo)，所以還存在電導(dǎo)電流。其單位為，在電力系統(tǒng)中常用 ?！繂挝婚L度導(dǎo)線之間的電導(dǎo)，其單位為或。上面已經(jīng)提到，設(shè)想均勻傳輸線是由一系列集總元件構(gòu)成的，也就是設(shè)想它是許多無窮小的長度單元組成的，每一長度單元具有電阻和電感，而兩導(dǎo)線間具有電容和電導(dǎo)。這是分布(參數(shù))電路和集總(參數(shù))電路的一個(gè)顯著區(qū)別。、： (212)其中將式(211)兩邊對求導(dǎo)： (213)，將(213)帶入(27)得： (214)式(214)等于式(210)，所以我們類比得： (215) (216)式(215)(216)經(jīng)整理得： (217) (218) 由式(217)(118)我們可以看出：其中，顯然具有阻抗性質(zhì)，稱為波阻抗，其與線路長度無關(guān)，取決于單位長度線路的電感和對地電容。我們通常稱為前行電壓波，為反行電壓波；同理為前行電流波，為反行電流波。線路上有一個(gè)前行波時(shí)，單位長度導(dǎo)線獲得的電場能和磁場能分別為和。上式從功率角度看，波阻抗與一數(shù)值相等的集中參數(shù)電阻相當(dāng)，但是其物理含義不一樣，電阻消耗能量而波阻抗不消耗，當(dāng)行波幅值一定時(shí)，波阻抗決定了單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線獲得電磁能量的大小。顯然，此折射電流波就是線路上的前行電流波。表示在線路上的反射電壓波與的比值，稱為電壓反射系數(shù)；同理，稱為電流反射系數(shù)。另外折射系數(shù)和反射系數(shù)之間滿足關(guān)系式：。 彼得遜法則[1]：圖26入射波電壓在節(jié)點(diǎn)F的折反射在兩條不同波阻抗線路連接的情況下，波阻抗的線路上有電壓行波向連接點(diǎn) F傳播時(shí)如圖26所示，為了要決定節(jié)點(diǎn)F上的電壓即上的折射電壓，可以根據(jù)式(226)將此問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)集中參數(shù)的等值電路來求解，如下圖，按式(226)即，所以，這個(gè)電路可以看成由一個(gè)電阻值為線路波阻抗，電動勢為入射波的二倍，即的電源連接于一個(gè)阻值等于的電阻所構(gòu)成，如圖27。在滿足上述條件的請按提下，對于入射波來講，連接于節(jié)點(diǎn)F的線路相當(dāng)于一阻值等于波阻抗的一個(gè)集中參數(shù)電阻。從的表達(dá)式可知，當(dāng)時(shí)，帶入表達(dá)式可得，這是由于電感中的電流不能突變，初始瞬間電感相當(dāng)于開路的緣故，由上節(jié)可知開路情況下全部磁場能轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰浚闺妷荷仙槐?，隨后根據(jù)時(shí)間常數(shù)按指數(shù)變化如圖210，當(dāng)時(shí)。由KVL得： (235) 由KCL得： (236)另外，由以上三式解微分方程可得： (237) (238)其中為該電路的時(shí)間常數(shù)由于線路中的電壓反行波尚未到達(dá)并聯(lián)電容節(jié)點(diǎn)，根據(jù)行波的傳輸特性所以我們有如下關(guān)系： (239)將式(238)帶入式(239)，我們可以得到的表達(dá)式，即 (240)從式(240)中我們看出，當(dāng)時(shí)，帶入表達(dá)式可得，這是由于電容上的電壓不能突變，初始瞬間電容相當(dāng)于短路的緣故，由前節(jié)可知短路情況下全部電場能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿芰浚闺娏魃仙槐?，隨后根據(jù)時(shí)間常數(shù)按指數(shù)變化如圖213，當(dāng)時(shí)。 行波經(jīng)電阻接地時(shí)的折射與反射[6]在均勻傳輸線的某一點(diǎn)F經(jīng)電阻R接地時(shí)，如圖214所示： 圖214無限長直角電壓行波經(jīng)并聯(lián)電阻的折射和反射