本文關(guān)鍵詞：基于磁場(chǎng)測(cè)量的輸電線路故障行波檢測(cè)方法研究

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【摘要】：電網(wǎng)是當(dāng)今世界覆蓋面最廣、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的人造系統(tǒng)之一,輸電架空線路穿行于山野,城市電纜線路深埋于地下,發(fā)生故障時(shí),故障點(diǎn)查找極為困難。故障如不能及時(shí)排除,易引發(fā)多重故障,甚至導(dǎo)致大面積停電事故,嚴(yán)重危及電網(wǎng)安全。現(xiàn)有行波定位技術(shù)都是從變電站檢測(cè)故障行波,易受變電站噪聲干擾等復(fù)雜環(huán)境影響,檢測(cè)準(zhǔn)確度有限。為此,論文研究了基于磁場(chǎng)測(cè)量的輸電線路故障行波檢測(cè)新方法。論文首先詳細(xì)闡述了輸電線路周圍磁場(chǎng)分布分析的三種方法：等效電荷法、有限差分法和有限元法。通過場(chǎng)域范圍、邊界形狀、分裂導(dǎo)線、介質(zhì)種類四個(gè)方面的比較,充分考慮了有限元法比其他方法更適用于邊界形狀復(fù)雜的輸電線路,且不需作近似假設(shè),只要導(dǎo)線剖分足夠密即能獲得更精確的暫態(tài)磁場(chǎng)信號(hào)。因此,建立了基于有限元理論的Maxwell軟件的暫態(tài)磁場(chǎng)仿真,通過檢測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)可獲得線路暫態(tài)故障行波信號(hào)的各種特征信息。論文繼續(xù)分析了集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEMD)理論,提出基于EEMD方法分析暫態(tài)行波信號(hào),準(zhǔn)確檢測(cè)到暫態(tài)行波到達(dá)時(shí)間,有效提高了智能電網(wǎng)暫態(tài)行波信號(hào)檢測(cè)的精確度。此外,還介紹了一種新型的輸電線路故障行波檢測(cè)裝置。該行波檢測(cè)裝置由磁場(chǎng)傳感器、中央處理單元、北斗衛(wèi)星時(shí)鐘單元、4G通信單元、太陽能供電模塊五個(gè)部分所組成,放置在輸電網(wǎng)沿線桿塔上,與其配套的遠(yuǎn)程終端計(jì)算機(jī)則被安置在變電站處。當(dāng)故障發(fā)生時(shí),行波檢測(cè)裝置通過各功能單元之間的相互配合,檢測(cè)并發(fā)送行波信息,能實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的故障檢測(cè),其運(yùn)用實(shí)現(xiàn)可行。論文從基礎(chǔ)理論、方法分析到運(yùn)用實(shí)現(xiàn)三方面對(duì)提取的基于磁場(chǎng)測(cè)量的輸電線路故障行波檢測(cè)方法進(jìn)行了詳細(xì)研究,建立了一個(gè)完備的體系。該方法可有效提高智能電網(wǎng)暫態(tài)行波信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)確度,對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行有及其重要的意義,為智能電網(wǎng)輸電線路故障行波檢測(cè)領(lǐng)域的研究提供了新思路。
【關(guān)鍵詞】：智能電網(wǎng) 暫態(tài)行波 瞬態(tài)磁場(chǎng) 有限元法 EEMD分解
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM75
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 電流行波檢測(cè)技術(shù)12
• 1.2.2 電壓行波檢測(cè)技術(shù)12-14
• 1.2.3 智能電網(wǎng)行波檢測(cè)技術(shù)14-15
• 1.3 非接觸式行波檢測(cè)15-16
• 1.4 論文所作的工作16-17
• 第二章 輸電線路磁場(chǎng)分析方法及仿真分析17-34
• 2.1 輸電線路磁場(chǎng)分布分析方法17-27
• 2.1.1 等效電荷法17-20
• 2.1.2 有限差分法20-22
• 2.1.3 有限元法22-25
• 2.1.4 分析方法的比較25-27
• 2.2 故障情況下的磁場(chǎng)特性27-28
• 2.3 基于有限元理論的磁場(chǎng)仿真分析28-33
• 2.3.1 Maxwell軟件的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù)28-30
• 2.3.2 輸電線路二維磁場(chǎng)模型30-31
• 2.3.3 利用有限元法分析輸電線路磁場(chǎng)31-33
• 2.4 小結(jié)33-34
• 第三章 基于EEMD分解的行波信號(hào)分析34-46
• 3.1 EEMD的基本理論34-38
• 3.1.1 本征模態(tài)函數(shù)34-35
• 3.1.2 EEMD的基本算法35-37
• 3.1.3 求取瞬時(shí)頻率算法37-38
• 3.2 常見函數(shù)分解方法與EEMD的對(duì)比38-44
• 3.2.1 理論對(duì)比38-39
• 3.2.2 仿真對(duì)比39-41
• 3.2.3 不同位置、故障類型情況下的仿真分析41-44
• 3.3 小結(jié)44-46
• 第四章 基于磁場(chǎng)測(cè)量的輸電網(wǎng)行波檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)46-58
• 4.1 行波檢測(cè)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)47-48
• 4.2 行波檢測(cè)裝置的組成48-51
• 4.2.1 磁場(chǎng)傳感器48
• 4.2.2 中央處理單元48-49
• 4.2.3 北斗衛(wèi)星時(shí)鐘單元49
• 4.2.4 4G通訊單元49-50
• 4.2.5 太陽能供電單元50-51
• 4.3 磁場(chǎng)傳感器的設(shè)計(jì)51-55
• 4.3.1 磁場(chǎng)傳感器原理51-52
• 4.3.2 磁場(chǎng)傳感器硬件設(shè)計(jì)52-53
• 4.3.3 磁場(chǎng)傳感器對(duì)低頻磁場(chǎng)的屏蔽53-55
• 4.4 檢測(cè)的工作流程55-56
• 4.5 行波檢測(cè)裝置的特點(diǎn)56-57
• 4.6 小結(jié)57-58
• 全文總結(jié)與展望58-60
• 主要研究成果58
• 特點(diǎn)與創(chuàng)新58-59
• 展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 致謝65-67
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文67

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本文編號(hào)：579472