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基于NIOS Ⅱ的输电线路行波故障定位系统设计研究

作　者: 龚贤夫
导　师: 周浩
学　校: 浙江大学
专　业: 电气工程
关键词: 故障暂态行波 行波测距 小波分析 Mallat算法 FPGA NIOSⅡ
分类号: TM755
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 82次
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内容摘要


长距离供电的输电线路往往长达几百公里,沿途导线工作环境十分恶劣,导致输电线路是电力系统故障发生最多的地方。发生故障后,传统的故障定位方法是依靠运行人员分析事故录波数据,综合停电信息,预测可能故障点,然后派人巡线加以排查确认。这种方式费时费力。或者采用阻抗式继电保护装置测量短路点到保护安装处的短路阻抗,再和同一线路全长的阻抗进行比较,进而判别故障距离。但测量结果受故障过渡电阻、短路电弧电阻电压等的影响,精度不高。因此研究高精度的输电线路故障定位装置具有十分重要的意义。本文分析了输电线路发生故障时,产生故障暂态行波向线路两端传播,讨论了基于暂态行波进行故障定位的各种方式的优缺点和适用性,并在本设计中采用基于GPS的双端故障暂态行波定位,利用线路两端的接收装置记录到行波到达的时间差,进行精确定位故障点。该方法不受系统运行方式影响,精度很高,理论误差在30m以内。针对暂态行波在传播过程中发生畸变,造成行波波头到达时间误差,研究了小波变换对采集行波数据的分析方法,采用快速的Mallat小波变换算法进行模极大值判别法,判断波头到达时间,减小定位误差。同时,为了采集暂态行波波形数据,本文设计出了采集、测量装置,利用FPGA和SDRAM相结合的技术,设计NIOSⅡ的软核,配套行波信号的采集部分,信号处理放大部分,AD数据采集部分,GPS同步定位和精确授时部分,逻辑处理部分,多个低电平处理部分和通信模块部分,实现数据采集。并利用MALTAB的GUI技术编写界面程序,通过MALTAB的Db4小波对数据进行了3层有效分解,利用第三层高频系数进行模极大值的判别,得到行波波头到达时刻。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 线路及杆塔 > 线路检修
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