煤礦供電系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行是保障井下人員安全及礦井生產(chǎn)的重要前提之一,由于井下復雜的工作環(huán)境及人為因素等造成的電力電纜發(fā)生接地或短路故障嚴重威脅供電系統(tǒng)的可靠性。一旦線路發(fā)生短路或接地故障后,迅速切除故障線路,并及時找到故障點,才能盡快恢復供電,令因停電造成的損失降到最低。煤礦井下高壓配電網(wǎng)呈樹狀多分支結構,線路長度相差很多,短的只有數(shù)十米,長的能到幾千米。又由于系統(tǒng)中性點采用小電流接地方式,單相接地后故障信號微弱,故障電纜拆除不方便（離線測試類方法不適用）,煤礦井下特殊應用環(huán)境不允許故障后再注入信號進行測試,這都給故障定位帶來了巨大的困難。本文根據(jù)實際現(xiàn)場應用條件,在原有的繼電保護基礎上適當升級改造后,提出新的故障定位方法,初步實現(xiàn)故障在線定位。對系統(tǒng)進行仿真首先面臨的是線路模型的選擇問題。關于線路仿真建模時常用的有三種,即集中參數(shù)模型、分布參數(shù)模型和頻變參數(shù)模型。不同的電纜模型側重點不同,應用場合不同。選擇合適的線路模型才能獲得更為理想、貼近實際的結果。與其他電力設備不同,電力傳輸線路的阻抗特性近似均勻的分布于線路各處,具有分布參數(shù)的特點。文中在詳細對比各模型的建模機理后,指出對電... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

電纜故障測試儀成套設備Fig.1.1Cablefaulttester下面將根據(jù)故障后，對已有的、直接采集的信號進行利用還是故障后，主動加入某些措施再對電壓、電流信號進行分析利用，進行分類討論

獻[94]提出綜合阻抗法與行波法結合的綜合測距方法，但是沒有考慮，而且文中行波法采用 1GHz 的示波器采樣，這在實際應用中很難95]針對三相不平衡配電網(wǎng)絡提出一種新的基于阻抗的定位方法，文所有不同故障形式都包含的方程來求解故障位置。）雙端阻抗法端阻抗定位法處理來自線路兩端的電壓、電流信號，所需處理的信法更先進，因此雙端阻抗定位法要比單端的定位方法更具有優(yōu)越性具有同步采樣能力，雙端阻抗定位法能夠發(fā)揮更大的優(yōu)勢。不同的斗或全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）等定位系統(tǒng)下，同步采集幅值、相位等信息。使得各終端數(shù)據(jù)有了時間標簽，目前的 GPS 授時精度可到達 5us，等效為頻率 50Hz 的周期信號中可以到達( 1 /40000) 360 0.009 ，相對整個360°來說是非常使 8 小時沒有無授時命令，本地晶振的誤差也不超過 20ms[53]。同步障定位法原理圖如圖 1.3 所示。

除了 R-L 模型，常用的集中參數(shù)模型還有 π 模型和 T 模型。相對于 R-L 模型，后兩者充分考慮線路分布電容對整條線路的影響，具有更貼近實際電纜電數(shù)的特點。一般后兩者適用于中等長度線路的穩(wěn)態(tài)仿真中，即架空線線路長 100~300 千米，電纜線路小于 100km[136]。以 π 模型為例，在需要精確求解的各參數(shù)時，π 模型電路參數(shù)可以用式 2.1 及 2.2 表示。0 0sinh( )( )lZ l R j Ll （2.1）0 0tanh( 2)( )2 2 2Y l lG j Cl （2.2）式中 0 0 0 0 R j L ( G j C)，一般忽略電導0G ，近似等效為式 2.3 和 2.4。 0 0Z R jX R j L l（2.3）012 2 2Y B j j C l（2.4）此時 π 模型和 T 模型的等值電路圖如圖 2.4 中所示。1I 2I 1I 2I

【參考文獻】：
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