隨著我國電網(wǎng)的廣泛互聯(lián)和輸電容量的大幅增加,高壓輸電線路在電網(wǎng)互聯(lián)和遠(yuǎn)距離輸電方面的優(yōu)點(diǎn)日益凸顯,并在全國聯(lián)網(wǎng)、西電東送、北電南送的工程中發(fā)揮了十分重要的作用。但電力系統(tǒng)故障在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中難以避免,尤其是在高壓輸電線路中,由于其輸送距離長(zhǎng),沿途氣象、環(huán)境復(fù)雜多變,極易發(fā)生雷擊、放電、短路等故障,而發(fā)生故障后故障點(diǎn)又極難查找,從而導(dǎo)致線路被迫長(zhǎng)時(shí)間停電,嚴(yán)重影響了供電可靠性,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文針對(duì)高壓輸電線路的故障特點(diǎn),構(gòu)建了一種非接觸寬頻帶行波采集、高動(dòng)態(tài)范圍的暫態(tài)信號(hào)處理與分布式行波測(cè)距算法相結(jié)合的分布式故障定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過暫態(tài)信號(hào)分離的單極點(diǎn)濾波啟動(dòng)技術(shù)可以有效識(shí)別高阻接地故障,為進(jìn)一步提高故障測(cè)距的精度,實(shí)現(xiàn)可靠的精確故障定位,提高巡線的質(zhì)量,降低巡線的工作強(qiáng)度提供了可能。系統(tǒng)以分布式非接觸采集終端為基礎(chǔ),對(duì)空間電磁場(chǎng)傳感器進(jìn)行了仿真分析。利用GPS同步時(shí)鐘技術(shù)和時(shí)間補(bǔ)償偏差算法,對(duì)引起的時(shí)間偏差進(jìn)行了補(bǔ)償,提高了時(shí)間精度。同時(shí),本文結(jié)合自適應(yīng)行波測(cè)距算法和寬動(dòng)態(tài)范圍的暫態(tài)沖擊啟動(dòng)算法,建立切合實(shí)際的分布式行波測(cè)距模型,實(shí)現(xiàn)非接觸方式獲取行波信號(hào),對(duì)高阻故障等產(chǎn)生的弱行波信號(hào)具有很高的分辨和捕獲能力,可大大提高行波測(cè)距的精確性和可靠性。基于非接觸行波獲取技術(shù),本論文研制了非接觸行波定位終端裝置,實(shí)現(xiàn)了行波信號(hào)的高速采集、記錄和遠(yuǎn)傳,定位終端分布式安裝于線路桿塔上,不必停電安裝,運(yùn)行管理和維護(hù)方便。另外,本論文還對(duì)系統(tǒng)的軟硬件功能進(jìn)行了設(shè)計(jì),形成完整的分布式故障定位系統(tǒng)。通過實(shí)際測(cè)試,確保了同步數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗袛?shù)據(jù)處理通道在連續(xù)的隨機(jī)信號(hào)觸發(fā)狀態(tài)下的正確性,滿足現(xiàn)場(chǎng)故障精確測(cè)距的條件和要求。為高壓輸電線路故障后及時(shí)查找故障點(diǎn)、分析故障原因、快速恢復(fù)供電提供有力的技術(shù)支持。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM75
【部分圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??分布式行波測(cè)距算法相結(jié)合的新型故障定位系統(tǒng)。系統(tǒng)由分布式安裝于輸電線路桿??塔的終端、服務(wù)器中心主站和用戶系統(tǒng)三部分組成，如圖１－１所示。??監(jiān)測(cè)終端?中心站?用戶系統(tǒng)??數(shù)據(jù)采集??—單元—?數(shù)辦?移ｇｌ：??中央控制?．．．?前置處??單元＿?理模塊???故障診斷?服欠．?．．算機(jī)??ｊＳｆｅ單兀?模塊?ＷＥＢ服務(wù)問終端??電源單元：???＾?—一＾：—：???Ｉ????其他系統(tǒng)???圖１－１系統(tǒng)架構(gòu)圖??非接觸分布式行波監(jiān)測(cè)終端釆用了基于空間電壓電流行波的寬帶檢測(cè)技術(shù)，通??過寬頻帶（其中電壓通道的頻帶范圍達(dá)１５Ｈｚ？５ＭＨｚ，優(yōu)于１６倍頻程）非接觸傳感??器采集故障電壓電流行波信號(hào)，并采用基于寬動(dòng)態(tài)范圍（優(yōu)于６０ｄＢ）的暫態(tài)沖擊??啟動(dòng)算法捕捉?jīng)_擊信號(hào)，以ＧＰＳ＋ＢＤＳ衛(wèi)星定位授時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步采樣，實(shí)??現(xiàn)各終端電壓和電流行波信號(hào)的同步高速記錄。各終端通過ＧＰＲＳ通信將記錄的故??障簡(jiǎn)報(bào)數(shù)據(jù)和錄波數(shù)據(jù)上傳云端中心主站，主站基于終端拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分布式行波測(cè)??距算法和動(dòng)態(tài)波速自適應(yīng)算法，自動(dòng)判斷故障區(qū)段并進(jìn)行精確故障測(cè)距。??系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì)：??（１）

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第２章非接觸分布式行波測(cè)距方法研究??２．１基于空間電磁場(chǎng)的非接觸傳感器??２．１．１基于空間電磁場(chǎng)的傳感器特性??行波的傳輸是通過輸電線路與大地之間的空氣介質(zhì)，以電場(chǎng)和磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的形式??進(jìn)行的，即電磁波方式傳輸。變化的電壓產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，同樣變化的電流產(chǎn)生變??化磁場(chǎng)［３６］。該論文通過特制的電磁波接收天線，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的接收，最終達(dá)到對(duì)??輸電線路行波故障特征信息的采集。??電場(chǎng)傳感器具有方向性，可以更好的適應(yīng)桿塔安裝的信號(hào)接收。電壓信號(hào)傳感??器的方向圖垂直向上，半功率點(diǎn)約為土４５度，圖２－１左表示的是電壓傳感器的接收??極坐標(biāo)方向圖，在垂直向上方向接收的靈敏度最高，水平方向接收的能量就可以忽??略了。圖２－１右比較直觀的表示了電壓傳感器的矢量接收方向圖。??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??到衰減，與全向天線相比定向天線的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。??電壓通道傳輸特性如圖２－２所示。電場(chǎng)傳感器采用了寬頻帶通道，３ｄＢ帶寬帶??寬達(dá)到了?１５Ｈｚ－－１５ＭＨＺ。寬帶特性使得記錄的信號(hào)波形沒有明顯的失真，為后續(xù)??的波形分析提供了完整的數(shù)據(jù)。目前的對(duì)行波的采集一般采用羅氏線圈對(duì)行波信號(hào)??采集，其帶寬范圍一般為１ｋＨｚ？１ＭＨｚ。非接觸傳感器的頻帶特性優(yōu)于通常使用的??羅氏線圈。??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2862327