鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-20 04:10本頁(yè)面
【正文】 距結(jié)果往往需要通過(guò)對(duì)故障暫態(tài)波形的進(jìn)一步分析來(lái)驗(yàn)證和校正。另外，為了降低造價(jià)，系統(tǒng)所監(jiān)視的線路中往往只有少數(shù)2回具有雙端測(cè)距功能，對(duì)其它線路的故障測(cè)距只能采用單端行波故障測(cè)距原理，而單端行波故障測(cè)距原理的實(shí)現(xiàn)則更需要對(duì)波形進(jìn)行分析。由于現(xiàn)有的暫態(tài)行波波形分析技術(shù)還不夠成熟，因而在本系統(tǒng)中提供了人工波形分析工具。在此環(huán)境下，可以象運(yùn)用示波器那樣對(duì)所記錄的暫態(tài)波形中各行波浪涌到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)刻進(jìn)行測(cè)量，從而對(duì)自動(dòng)雙端故障測(cè)距結(jié)果進(jìn)行直接修正，并且可以獲得單端行波故障測(cè)距結(jié)果。一般來(lái)講，根據(jù)人工波形分析所獲得的單端行波故障測(cè)距結(jié)果可以驗(yàn)證自動(dòng)雙端行波故障測(cè)距結(jié)果的可靠性，并進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行校正，從而獲得更為準(zhǔn)確的測(cè)距結(jié)果。(3) 計(jì)算機(jī)輔助波形分析當(dāng)所監(jiān)視的線路不滿(mǎn)足雙端行波測(cè)距條件時(shí)，在絕大多數(shù)情況下，可以通過(guò)對(duì)暫態(tài)波形進(jìn)行人工分析獲得準(zhǔn)確的單端行波故障測(cè)距結(jié)果。在個(gè)別情況下，通過(guò)簡(jiǎn)單的人工波形分析仍然難以確定故障點(diǎn)位置。為此，本系統(tǒng)提供了與人工波形分析工具相配套的計(jì)算機(jī)輔助波形分析工具。計(jì)算機(jī)輔助波形分析工具提供了兩種功能，一種是基于小波算法的數(shù)字濾波功能，另一種是基于電磁暫態(tài)計(jì)算原理的數(shù)字仿真功能。利用數(shù)字濾波功能，可以將被分析的暫態(tài)波形劃分為不同的頻帶，從而可以對(duì)不同頻帶下的行波特征進(jìn)行對(duì)比，最終獲得可信度較高的故障測(cè)距結(jié)果。數(shù)字仿真功能是根據(jù)人工波形分析得出的故障點(diǎn)位置在線路中設(shè)置假想的故障點(diǎn)，自動(dòng)計(jì)算測(cè)量端的故障暫態(tài)波形，并與實(shí)際測(cè)量的波形進(jìn)行對(duì)比，從而最終確定故障點(diǎn)位置。TXC2000自閉/貫通線路行波故障測(cè)距系統(tǒng)主要具有以下特點(diǎn)：1） 首次采用故障電壓暫態(tài)行波線模分量實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距的模式，不僅可以測(cè)量短路故障距離，還可測(cè)量小電流接地故障距離；2） 充分利用自閉/貫通線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及信號(hào)傳感器的配置，采用雙端原理測(cè)距，使得裝置易于實(shí)現(xiàn)，且具有較高的可靠性和靈敏度；3） 采用專(zhuān)門(mén)研制的高速數(shù)據(jù)采集單元對(duì)行波信號(hào)進(jìn)行采集、記錄與實(shí)時(shí)處理，并建立了以雙端行波測(cè)距為主、單端行波測(cè)距為輔的優(yōu)化組合測(cè)距模式，因而具有很高的可靠性；4） 采用小波變換技術(shù)檢測(cè)行波波頭起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的絕對(duì)時(shí)間，從而將D型雙端現(xiàn)代行波測(cè)距原理的測(cè)距誤差控制在177。300 m以?xún)?nèi)；5） 可以同時(shí)采集8回線路的暫態(tài)行波信號(hào)，滿(mǎn)足四向八線路供電的配電室需求，具有很高的性能價(jià)格比；6） 完全獨(dú)立于繼電保護(hù)及故障錄波設(shè)備，并具有現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和遠(yuǎn)程維護(hù)功能，因而具有較強(qiáng)的可維護(hù)性。為了驗(yàn)證行波故障測(cè)距技術(shù)在自閉/貫通線路上應(yīng)用的可行性及實(shí)用效果，我段先后對(duì)陶卜齊呼西區(qū)間的自閉/貫通線進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)。并先后進(jìn)行了多次人工接地及短路試驗(yàn)。以下以我段線路的裝置為例，介紹試驗(yàn)的基本情況。人工試驗(yàn)線路為陶卜齊配電室到呼西配電室之間的自閉線路。，其中共約3公里長(zhǎng)的電纜，其余為架空線路。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 7 1所示。12km陶配呼配200m圖 0 1 試驗(yàn)線路結(jié)構(gòu)示意圖于2009年1月10日、2009年2月15日多次在線路上進(jìn)行人工接地和短路試驗(yàn)。接地故障分別采用金屬性接地及通過(guò)一定電阻接地等方式，短路故障則全部為金屬性短路故障。表7－1為2009年2月15日試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。 表71 2009年2月15日試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表次序故障試驗(yàn)方式測(cè)距結(jié)果（距陶配）測(cè)距誤差時(shí)間110:29A相接地（金屬性）210:41A相接地（200過(guò)渡電阻）311:26C相接地（經(jīng)樹(shù)枝接地）失敗411:44C相接地（100過(guò)渡電阻） km511:59B相接地（200過(guò)渡電阻）失敗612:13B相接地（200過(guò)渡電阻） km712:19B相接地（金屬性）812:31AB相短路 km913:27BC相短路 km1013:40ABC相短路 km由表71的試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表可以看出，10次試驗(yàn)中，一次經(jīng)新鮮樹(shù)枝接地（高阻接地）的試驗(yàn)沒(méi)有成功，一次經(jīng)200歐姆過(guò)渡電阻接地試驗(yàn)沒(méi)有成功。對(duì)于第3次試驗(yàn)，C相經(jīng)新鮮樹(shù)枝接地故障，前文分析已經(jīng)表明，單相接地過(guò)渡電阻較大時(shí)，故障初始行波波頭將明顯減小，過(guò)渡電阻的存在將影響行波故障測(cè)距系統(tǒng)的可靠性。試驗(yàn)表明，新鮮樹(shù)枝在10kV～20kV電壓等級(jí)下的阻抗在幾千歐到幾十千歐之間，本次試驗(yàn)失敗的主要原因應(yīng)該是高阻接地導(dǎo)致故障初始行波波頭幅值較小，到達(dá)線路末端檢測(cè)點(diǎn)的信號(hào)幅值小于測(cè)距裝置硬件啟動(dòng)門(mén)檻值，造成測(cè)距失敗。對(duì)于第5次試驗(yàn)，B相經(jīng)200歐姆過(guò)渡電阻接地故障測(cè)距失敗，而第6次試驗(yàn)，還是B相經(jīng)200歐姆過(guò)渡電阻接地，試驗(yàn)成功。說(shuō)明第5次試驗(yàn)失敗的主要原因是故障發(fā)生時(shí)，故障相電壓初相角較小，從而故障初始行波信號(hào)微弱所致。表72為2009年1年間行波故障測(cè)距試驗(yàn)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)記錄到的典型線路故障測(cè)距結(jié)果。表72 系統(tǒng)實(shí)地運(yùn)行故障測(cè)距結(jié)果次序故障線路故障時(shí)間測(cè)距結(jié)果（距陶卜齊） 測(cè)距誤差1自閉線2009032515時(shí)42分 km 2自閉線2009042612時(shí)11分 km3自閉線2009061515時(shí)08分 km建立在現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)之上的行波故障測(cè)距技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)線路故障的精確定位。其在輸電線路的成功應(yīng)用，證明了該技術(shù)達(dá)到了較高的實(shí)用化水平。自閉/貫通線路在發(fā)生短路故障和小電流接地故障時(shí)，均可產(chǎn)生在相與相之間運(yùn)動(dòng)的行波信號(hào)。針對(duì)其行波傳輸特點(diǎn)和線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，測(cè)距模式應(yīng)選用故障產(chǎn)生的電壓行波信號(hào)的線模分量，并采用雙端測(cè)距原理。該測(cè)距模式，不僅測(cè)距精度高，還可以充分利用線路已有信號(hào)傳感器，而不需要額外增加一次設(shè)備。具有簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)、適用性廣的優(yōu)點(diǎn)。人工試驗(yàn)和實(shí)際故障檢測(cè)結(jié)果，證明該方法切實(shí)可行，具有重要推廣應(yīng)用價(jià)值。：［1］季濤． 中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)行波故障測(cè)距技術(shù)． 北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.［2］葛耀中．新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理與技術(shù)（第2版）．西安：西安交通大學(xué)出版社， 2007．［3］ 粟曉華．利用單端實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸電線準(zhǔn)確故障測(cè)距的研究［D］．西安：西安交通大學(xué)出版社，1993．［4］ 束洪春．基于分布參數(shù)線路模型的架空電力線故障測(cè)距方法研究［D］．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997．［5］胡帆，劉沛，程時(shí)杰．高壓輸電線路故障測(cè)距算法仿真研究 [J］．中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，1995，15（1）：67～72．［6］蔡玉梅．10kV鐵路自閉貫通線路故障測(cè)距方法研究 [D]．西南交通大學(xué)出版社，2005.
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