發(fā)布時間：2020-10-25 19:09

　　 目前,雙端行波故障測距研究中面臨的關鍵問題是線路雙端必須配備高精度和高穩(wěn)定度的實時時鐘,且雙端時鐘必須保持絕對同步。同時,行波波速的不確定性對測距精度有較大影響。本文針對當前雙端行波故障測距研究中存在的問題,通過對基于絕對時間同步和基于相對時間同步的雙端行波故障測距方法的對比分析,發(fā)現(xiàn)基于相對時間同步的雙端行波法在無需外部同步裝置對雙端時鐘對時條件下,即可獲取故障初始行波到達線路兩端的絕對時刻,實現(xiàn)雙端故障測距。本文采用光纖作通信通道,給出基于光纖時間同步的行波故障定位方案。方案中提出了基于光纖時間同步的雙端行波測距方法和消除波速影響的行波測距方法。主要研究內容如下:1.總結行波測距技術的研究現(xiàn)狀和光纖通信在故障測距中的應用現(xiàn)狀,提出將光纖通信與行波測距原理結合實現(xiàn)故障定位思路。2.對基于絕對時間同步和基于相對時間同步的雙端行波故障測距法的原理分別進行闡述,分析兩種方法存在的關鍵技術問題以及解決方案,并對兩種方法的優(yōu)缺點進行比較評價。最終選取光纖作為通信通道,提出基于光纖時間同步的行波故障定位方案。3.分析所提定位方案的整體測距系統(tǒng)結構,并提出方案中存在的關鍵技術問題。研究專用通道和復用通道下脈沖信號的傳輸時延以及時延的測定方法,并對脈沖信號的選取和工作方式作詳細分析。4.提出基于光纖時間同步的雙端行波測距方法,該方法在線路兩端分別配備信號收發(fā)信裝置,利用兩端得到的時間信息分別進行測距。將兩端測距結果取平均值,得出最終測距結果,提高測距精度和可靠性。5.提出消除波速影響的行波測距方法,該方法首先利用初始行波和脈沖信號的時間差作為故障區(qū)段判別依據(jù),進而利用公式消去波速參數(shù),最終得到不含波速的測距公式,消除了波速對測距結果的影響。6.搭建了220kV高壓輸電線路故障模型以及點對點光纖通信系統(tǒng)模型。計算分析不同故障距離下的故障行波特性,并驗證了本文所提兩種定位方法的準確性和通用性。仿真驗證結果表明:利用本文所提出的無需雙端對時條件下實現(xiàn)雙端行波故障測距方法,測距精度滿足實際工程應用中的要求。利用文中所提消除行波波速的測距方法可進一步提高測距精度,測距可靠性高。本文所提的基于光纖時間同步的故障定位方案在工程中既可單獨應用,也可與利用GPS同步方式的雙端測距方法配合使用,兩種方法能夠保證測距結果的可靠性,具有較為廣闊的應用空間。
【學位單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM75
【部分圖文】：

圖 4.2 仿真模型圖Fig. 4.2 Simulation Model Diagram在圖 4.2 仿真模型圖中，線路 M、N 兩側分別都設有信號發(fā)送和接收裝置，線路兩端測距裝置雙發(fā)雙收。仿真模型主要由 220kV 架空線路故障仿真模型、點對點光纖系統(tǒng)仿真模型以及行波檢測模塊和脈沖發(fā)射模塊構成。對于仿真模型中的主要模塊及參數(shù)設置在 4.2.2 小節(jié)詳細介紹。4.2.2 仿真模塊及相關參數(shù)設置1.220kV 架空線故障仿真模型220kV 架空線故障仿真模型部分是由 2 個電源和 2 段分布參數(shù)輸電線以及故障模塊構成的雙端輸電網(wǎng)絡。其對應的仿真模型如圖 4.3 所示。

圖 4.3 220kV 架空線仿真模型Fig. 4.3 Simulation Model of 220kV Overhead Line在圖 4.3 中，電源采用“Three-phase-source”模型，E1 的參數(shù)設置如圖 4.4（a）所示，電源 E2 的 A 相電勢初相角為 30°，其他參數(shù)設置與電源 E1 相同。輸電線路仿真模塊采用模塊庫中的分布參數(shù)模型，仿真中通過改變Line1和Line2模型中的距離來改變故障點的位置。如 MN 兩端線路總長為 100km，故障距離 17km，則可設置線路 Line1 長度為 17km，線路 Line2 長度為 83km。線路 Line1 的具體參數(shù)設置如圖 4.4（b）所示，線路 Line2 參數(shù)除長度外其它參數(shù)設置與 Line1 相同。故障發(fā)生模塊采用“Three-phase Fault”模型。由于在實際的電力系統(tǒng)中單相接地故障發(fā)生的概率最高。因此，本文在仿真中設置 A 相單相接地故障進行仿真，設置的故障發(fā)生時間為 0.022s。具體的故障參數(shù)設置如圖 4.4（c）所示。

32（c）故障發(fā)生模塊的參數(shù)設置圖 4.4 220kV 架空線仿真模型中各模塊參數(shù)設置rameter setting of each module in 220 kV overhead line si通信仿真模型，信號在光纖中的通信方式分為專用方式和復用C不同，但是測距原理是相同的，利用兩種方式
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本文編號：2855841