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高压输电线路故障定位方法研究

作　者: 徐俊明
导　师: 汪芳宗
学　校: 三峡大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 故障定位 Hilbert-Huang Prony ARMA 矩阵束 STD 固有频率
分类号: TM755
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

输电线路是电力系统的命脉，担负着连接电气设备、输送电能的重要任务。电力工业的大力发展，对输电线路的安全性、可靠性、经济性的要求越来越高。对输电线路进行快速、准确的故障定位变得越来越重要。论文首先对本课题研究的背景、目的、意义做了介绍，并就目前国内外对输电线路故障定位的基本方法及其发展现状做了综合分析和总结。然后，论文主体部分主要分别介绍了三种故障定位方法：阻抗法、行波法和固有频率法。在阻抗法部分，针对现有的工频、阻抗等故障分析类定位方法需要已知线路技术参数，而参数易受环境影响的不足，提出了一种无需已知线路技术参数的故障定位新算法。该算法利用故障时正、负序网络中各自电压、电流间的关系，导出了故障定位方程。只需借助GPS实现同步采集线路两端的电压、电流数据，并作相应处理，即可实现故障定位。论文详细推导了定位算法公式，然后采用Matlab/Simulink针对不同的电压等级进行了大量的仿真测试，证明了该算法的正确性。在行波法部分，针对故障暂态行波的特点及现有捕捉波头方法的不足，将Hilbert-Huang变换法用于检测行波的频率突变点，从而提取行波波头，实现故障定位。论文对Hilbert-Huang变换算法及用其捕捉行波波头的方法做了介绍，并对算法进行了大量仿真测试。在固有频率法部分，详细推导了固有频率法故障定位的基本原理和方法。对提取固有频率的方法做了介绍，指出常规FFT方法提取固有频率的不足。提出将Prony算法、ARMA算法、矩阵束算法(MPM)、STD算法等模态参数辨识算法用于提取固有频率，实现故障定位。论文对这几种算法分别做了简要介绍，并采用PSCAD\EMTDC联合Matlab软件搭建模型，采用不同电压等级、不同长度的输电线路对上述几种算法分别进行了大量仿真测试。最后，作者对全文的研究成果进行了总结，对文章所介绍的三种定位算法各自的优缺点进行了系统的比较和总结。

全文目录

内容摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-9
1 绪论  9-19
  1.1 课题研究背景及目的意义  9-11
  1.2 输电线路故障分类  11-12
  1.3 输电线路故障定位的基本要求  12-13
  1.4 国内外现有研究方法及研究历史和现状  13-17
  1.5 本课题研究的主要内容  17-19
2 一种无需输电线路技术参数的故障测距算法  19-33
  2.1 输电线路模型  19-21
  2.2 定位算法推导  21-22
  2.3 算法实现  22-24
  2.4 仿真测试算例及测距结果  24-29
  2.5 测试结果分析  29-32
  2.6 本章小结  32-33
3 基于 HHT 的行波法故障定位  33-46
  3.1 行波的基础理论知识  33-35
  3.2 行波波头的捕捉  35-37
  3.3 HHT 算法简介  37-38
  3.4 测距原理及实现步骤  38-39
  3.5 算例仿真测试  39-45
  3.6 算法总结  45-46
4 基于模态参数辨识算法的固有频率法输电线路故障定位  46-71
  4.1 固有频率法定位算法推导  46-51
  4.2 固有频率法定位在不同故障方式下的实现  51-54
  4.3 固有频率的提取方法  54-62
  4.4 模态阶数的确定  62-64
  4.5 仿真测试  64-69
  4.6 算法比较及小结  69-71
5 总结  71-72
参考文献  72-78
后记  78-79
附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著  79

高压输电线路故障定位方法研究

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