【正文】 ， 近似 LCj?? ? ， 所以隨著 x 增大， xMcM eIZU ?2?????? ? ??的相位在不停地變大，向量 ?????? ???????? ? ???? McMxMcM IZUeIZU ?2的變化軌跡即 OD 的變化軌跡。 算法原理 ME? NE?MZ NZM NMI? NI?fI?R ML MR ML MCMC 41 單回線三相輸電線路發(fā)生 單相接地 故障原理圖 系統(tǒng)原理圖如圖 41所示，其中，兩端系統(tǒng)電源為 ?ME 、 ?NE ，系統(tǒng)阻抗為 MZ 、 NZ ，線路采用分布參數(shù)，總長度為 L，單位長度電阻、電感、電容為 MR 、 ML 、 MC ，過渡電阻為 fZ ，兩端母線電壓為 ?MU 、 ?NU ，兩端線路側(cè)電流為 ?MI 、 ?NI ,流經(jīng)故障點過渡電阻處的電流為 ?fI 。 對于衰減直流分量，通常將它展開為如下形式 : tKIeI t 100 ?????????? （ 325） 然后通過曲線擬合，求出它的幅值和相角，從而確定其數(shù)學(xué)模型對于整次諧波分量，可以包括到數(shù)學(xué)模型中，諧波次數(shù)受采樣頻率的限制該方法的 運算量特別大。選用海明窗作為窗口函數(shù)。 設(shè)系統(tǒng)故障時的電壓電流信號為： ? ?? ?? ??? ?????? Nk Nk nnTkmT tkatkbAetkkfAetf 1 1 s i nc os)s i n()()( 11 ???? ?? （ 314） 其中 : ?1TAe? 為信號衰減直流分量， )(kfm 、 k? 為 k次諧波的幅值和初相位。 目前濾波算法有很多，常用的有傅氏濾波、帶通濾波、最小二乘法等。 )/()(/ 000000 CjgLjryzZ c ?? ????稱為線路的特性阻抗，也稱為波阻抗，它反映輸電線各點電壓波和電流波間的關(guān)系。 分布參數(shù)模型 一般長度超過 300km 的架空電力線路和長度超過 100km 的電纜電力線路稱為長線路。這種線路可采用 ? 型或 T 型等值電路，如圖 33 所示。 1I? 2I?1U? 2U?Z 圖 31 RL模型等值網(wǎng)絡(luò) 從圖中直接可得出線路首末端電壓、電流方程式： ?????????????21221IIZIUU （ 32） 寫成二端口網(wǎng)絡(luò)方程式： ???????????????????????????????2211IUDCBAIU （ 33） 不難求得 1,0,1 ???? DCZBA ， 。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 3 線路模型的建立與信號提取 輸電線路常見數(shù)學(xué)模型 由于正常運行的電力系統(tǒng)三相是對稱的，三相參數(shù)完全相同，三相電壓、電流的有效值相同，所以可用單相電路代表三相。但對需要抽取幅值和相角的工頻測距法來說，就必須在不足一周（半周）甚至更短的華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 時間內(nèi)從復(fù)雜的暫態(tài)波形中得到所需要 的信息，無疑增加了濾波算法的難度 [10]。開發(fā)的采用組合架空地線的光纖測距技術(shù)是較新穎的一種智能化測距方法 ， 已有兩套測距系統(tǒng)投運。但是現(xiàn)有的雙端電氣 量法在雙端數(shù)據(jù)同步和偽根判別等方面，尚有待改善之處。因此要求由線路一端向另一端或線路兩端向調(diào)度中心傳送故障后的電壓和電流數(shù)據(jù)，以便進行故障測距計算。 造成測距誤差的根本原因是存在故障過渡電阻。單端電氣量法已經(jīng)從最初的簡單估算發(fā)展到能較準(zhǔn)確的進行測距；從采用較粗糙的集中參數(shù)電路模型發(fā)展到采用準(zhǔn)確的分布參數(shù)電路模型。電流分布系數(shù) iK 一般為復(fù)數(shù)。 這類方法的研究早在三十年代初就已經(jīng)開始了，目前有很大的發(fā)展，已經(jīng)提出了許多不同的測距原理和方法。這些硬件的成本都較高 [10]。 2)參數(shù)的頻變和波速的影響因素 在分析參數(shù)的頻變特性時，大地作為非均勻不良導(dǎo)體，它的電阻率采用復(fù)數(shù)透入深度，一般相模變換陣、特性阻抗、衰減常數(shù)以及波速等參數(shù)均為頻率的非線性函數(shù)。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 C 型故障測距裝置是在故障發(fā)生時于線路的一端施加高頻或直流脈沖，根據(jù)其從發(fā)射裝置到故障點之間的往返時間來實現(xiàn)故障測距。而且由于實際系統(tǒng)中的線路是不完全對稱的，還有測量端對側(cè)系統(tǒng)阻抗值的不可知因素影響，使得測距 誤差會遠大于某些故障測距產(chǎn)品在理想條件下給出的誤差標(biāo)準(zhǔn)。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 4） 利用 Matlab 軟件進行仿真，驗證算法的正確性，以及誤差分析。而現(xiàn)代電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)建立以后，讓雙端甚至多端故障測距成為可能，故障測距可以作為其中的一個子系統(tǒng)，利用故障信息系統(tǒng)的通信和錄波設(shè)備，實現(xiàn)精確故障定位。經(jīng)過多年的發(fā)展，微機型故障錄波器的功能亦日益趨向完善，不僅能夠詳盡地記錄電力網(wǎng)故障前后各種電氣量和狀態(tài)的變化過程信息，完整地反映故障 后各電氣量的瞬間變化以及繼電保護的動作行為，還具有存儲容量大、記憶功能強、能實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳以及后臺分析等優(yōu)點。近幾年來，基于微機或微處理裝置的故障測距方法在國內(nèi)外都非常活躍，已成為全球最熱門的研究課題之一。實際上，以上各項要求很難同時得到較好的滿足。而各種數(shù)字信號處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，又會使得故障測距裝置的性能得到不斷提高和完善。對短線路來說這種模型是可行的，但對較長線路就會產(chǎn)生較大的誤差。 為了提高測距精度只要考慮下列因素： 1)裝置本身的誤差。 a)可靠性 可靠性包含不拒動和不誤動兩方面的內(nèi)容，不拒動指裝置在故障發(fā)生后能可靠的測定故障點的位置，不應(yīng)由于測距原理、方法或制作工藝等任何問題使裝置拒絕動作；不誤動指裝置在測距以外的任何條件下不應(yīng)錯誤的發(fā)出測距的指示或信號。過渡電阻一般包括電弧電阻和桿塔接地電阻。除了這些故障類型外，還有轉(zhuǎn)換性故障等復(fù)雜 類型。所以，精確的故障定位對于長距離輸電線路發(fā)生故障后故障位置的準(zhǔn)確查找顯得尤其重要。 MATLAB / simulink simulation 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 摘要 ........................................................................ I Abstract ................................................................... II 1 緒論 ...................................................................... 1 故障測距定位的意義和作用 ................................................ 1 輸電線路故障 ............................................................ 1 輸電線路故障類型 ...................................................... 1 輸電線路故障對測距裝置的基本要求 ...................................... 2 輸電線路故障測距技術(shù)的發(fā)展 .............................................. 3 本文主要研究內(nèi)容 ........................................................ 4 2 輸電線路故障測距方法 ...................................................... 6 阻抗法 .................................................................. 6 行波法 .................................................................. 6 故障分析法 .............................................................. 7 利用單端電氣量法測距 .................................................. 8 利用雙端電氣量法測距 ................................................. 10 智能化測距方法 ......................................................... 12 各類測距方法的比較 ..................................................... 12 本章小結(jié) ............................................................... 13 3 線路模型的建立與信號提取 ................................................. 14 輸電線路常見數(shù)學(xué)模型 ................................................... 14 RL 模型 ............................................................. 14 π 型或 T 型模型 ...................................................... 15 分布參數(shù)模型 ......................................................... 16 數(shù)字濾波算法 ........................................................... 17 全波傅氏算法 ......................................................... 18 全波差分傅氏算法 ..................................................... 18 帶通濾波 ............................................................. 19 最小二乘濾波算法 ..................................................... 20 本章小結(jié) ............................................................... 20 4 單回線雙端電氣量故障測距算法 ............................................. 22 算 法原理 ............................................................... 22 相模變換 ............................................................... 24 正序故障分量的提取 ..................................................... 25 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 算例仿真與對比分析 ..................................................... 26 算法仿真流程 ......................................................... 26 線路模型及參數(shù)設(shè)置 ................................................... 27 MATLAB 仿真模型及參數(shù)設(shè)置 ............................................ 28 單相接地故障情況下的仿真計算和結(jié)果分析 ............................... 28 本章小結(jié) ............................................................... 31 結(jié) 論 ..................................................................... 32 參考文獻 ................................................................... 33 致 謝 ....................