本文關(guān)鍵詞：輸電線路雷擊故障仿真分析及其電磁特征分類研究

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【摘要】：電力系統(tǒng)的運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,雷擊是引起輸電線路故障的重要原因。通過長期的運行經(jīng)驗和科學(xué)研究,掌握了多種降低雷電危害的措施,傳統(tǒng)的防雷措施對減少雷電造成的危害并沒有達(dá)到理想的水平,雷電引發(fā)故障的情況時有發(fā)生,因此有必要在在線路遭受雷擊引發(fā)故障后自動將故障部分切除,同時雷擊未引發(fā)故障時則保護(hù)不會動作。雷擊輸電線路或電力元件后,通常會產(chǎn)生兩種情況：雷擊故障時,行波保護(hù)應(yīng)可靠動作,而雷擊未故障時則應(yīng)可靠不發(fā)生動作。針對行波保護(hù)可能出現(xiàn)的錯誤動作,需要尋找一種準(zhǔn)確且具有實時性的判斷方法,可以對兩種雷擊情況加以辨別。本文首先介紹了電磁暫態(tài)仿真的基礎(chǔ)和雷電的基本知識,利用這些基礎(chǔ)知識,分別構(gòu)建了不同元件的仿真模型,用ATP-EMTP搭建了進(jìn)行輸電線路暫態(tài)仿真的基本模型。重點研究了沖擊電暈和耦合地線的模型,在繞擊和反擊情況下,沖擊電暈和耦合地線同時考慮對電力系統(tǒng)暫態(tài)計算的影響。通過研究沖擊電暈和耦合地線的產(chǎn)生機(jī)理和等值電路,搭建了仿真模型,仿真結(jié)果表明,兩種因素綜合考慮,對雷擊后的故障電壓產(chǎn)生了一定影響。同時分析了繞擊和反擊波形特征的差異,這些差異繞擊和反擊的區(qū)分。通過改變線路的結(jié)構(gòu)和參數(shù),模擬不同類型和不同位置的雷擊,分別獲取雷擊桿塔未故障、雷擊桿塔故障、雷擊避雷線未故障、雷擊避雷線未故障、雷電繞擊導(dǎo)線故障四種情況下的波形。利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的濾波作用,選取扁平化結(jié)構(gòu)元素對仿真所得波形進(jìn)行濾波處理,可以減少毛刺部分對判斷結(jié)果的影響。對上述濾波之后的波形,利用擬合直線的方法,提取不同故障情況下的暫態(tài)特征,利用這些特征構(gòu)成了判別故障雷擊和非故障雷擊的判據(jù),為行波保護(hù)的動作提供依據(jù)。通過仿真顯示,該思路可以改善故障區(qū)分的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：雷擊線路 白日朗法 故障仿真 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué) 暫態(tài)特征分類
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM75;TM863
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 本課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 雷電過電壓暫態(tài)特征提取和識別方法研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的發(fā)展及其工程應(yīng)用13-14
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 電磁暫態(tài)計算模型及雷電參數(shù)15-26
• 2.1 電磁暫態(tài)計算模型的建立15-19
• 2.1.1 電感的等值計算模型15-16
• 2.1.2 電容和電阻的等值計算模型16-17
• 2.1.3 單相無損線的等值計算電路17-19
• 2.2 雷電放電理論及雷電參數(shù)19-25
• 2.2.1 雷電放電的過程19
• 2.2.2 雷電放電參數(shù)及仿真波形19-22
• 2.2.3 輸電線路雷電過電壓類型22-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 輸電線路雷擊仿真模型26-46
• 3.1 桿塔模型26-27
• 3.2 接地電阻模型27-28
• 3.3 絕緣子及模型28-29
• 3.4 仿真線路參數(shù)29
• 3.5 沖擊電暈的計算模型及影響29-33
• 3.5.1 沖擊電暈的伏庫特性30
• 3.5.2 沖擊電暈的起始電場30-32
• 3.5.3 沖擊電暈的等效模型32-33
• 3.6 耦合地線的模型及影響33-35
• 3.6.1 耦合地線的等值電路33-34
• 3.6.2 耦合地線的等效模型34-35
• 3.7 考慮沖擊電暈和耦合地線的電磁暫態(tài)仿真35-44
• 3.7.1 繞擊和反擊仿真波形35-44
• 3.7.2 繞擊和反擊波形對比分析44
• 3.8 本章小結(jié)44-46
• 第4章 基于數(shù)學(xué)形態(tài)法的雷擊故障識別46-61
• 4.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)理論知識46-51
• 4.1.1 二值數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)46-49
• 4.1.2 灰值形態(tài)學(xué)49-51
• 4.2 雷擊線路的電磁暫態(tài)特征51-57
• 4.2.1 雷擊桿塔52-55
• 4.2.2 雷擊避雷線檔距中央55-56
• 4.2.3 雷電繞擊導(dǎo)線56-57
• 4.3 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)用于故障歸類57-60
• 4.3.1 故障行波與非故障行波的識別方法58-59
• 4.3.2 電磁暫態(tài)仿真驗證59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 結(jié)論與展望61-62
• 5.1 結(jié)論61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果66-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王希;李振;彭向陽;李志峰;何金良;;耦合地線架設(shè)位置及根數(shù)對500/220kV同塔4回線路防雷特性影響[J];高電壓技術(shù);2012年04期

2 董杏麗,葛耀中,董新洲;行波保護(hù)中雷電干擾問題的對策[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2002年09期

3 向東陽,王公寶,馬偉明,張文博;基于FFT和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非整數(shù)次諧波檢測方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2005年09期

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本文編號：1024166