配電網(wǎng)是將輸電網(wǎng)的電能輸送給用戶的重要環(huán)節(jié),安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的配電網(wǎng)才能滿足用戶的需求。短路故障無論是在動穩(wěn)定性方面還是在熱穩(wěn)定性方面都會對配電網(wǎng)產(chǎn)生巨大的危害。如果短路故障長期存在會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,甚至造成電力系統(tǒng)瓦解。因此,及時準確的發(fā)現(xiàn)故障點的位置以便檢修部門采取相應的措施來迅速恢復供電具有重大的研究價值。傳統(tǒng)的故障定位方法對于解決復雜配電網(wǎng)的故障測距問題具有明顯的局限性。行波法需要識別行波波頭而配電網(wǎng)中波阻抗不連續(xù)的點過多,無法準確的識別相應的波頭;阻抗法需要通過建立相應的模型求解方程來進行故障測距,配電網(wǎng)中網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)非常復雜使得建立合適的模型存在較大的困難;機器學習法需要大量的歷史數(shù)據(jù)對固定的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行學習訓練,而配電網(wǎng)中的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定。為了克服傳統(tǒng)故障定位的缺陷,本文將電磁學中電磁時間反演(EMTR)理論引入到配電網(wǎng)故障定位中,同時為了消除故障信號中的噪聲采用小波包去噪方法來進行數(shù)據(jù)預處理,進一步來提高故障測距的精度。對配電網(wǎng)故障信號添加高斯噪聲,然后分別利用小波包去噪、改進閾值函數(shù)去噪和多尺度閾值去噪三種小波去噪方法進行對比測試,通過波形的直觀效果... 

【文章來源】： 艾軒源 湖北工業(yè)大學

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同故障類型的占比發(fā)生短路故障的本質(zhì)原因可以歸結(jié)為電氣設(shè)備載流部分相與相或者相與地之

湖北工業(yè)大學碩士學位論文22"""2()"1*122111(1)e(,)()(1e)(1e)ffffγxxffγxγxfρIxωUωZρρ+=++(3-22)""2()"2*22()2()222(1)e(,)()(1e)(1e)ffffγxxffγLxγLxfρIxωUωZρρ+=++(3-23)可以推導出流過假設(shè)故障點位置的總電流的閉合表達式為"""12(,)(,)(,)ffffffIxω=Ixω+Ixω(3-24)利用式（3-24）可以顯示出EMTR將時間反轉(zhuǎn)注入瞬態(tài)電流聚焦到故障點位置的能力。需要對以上的理論進行簡單的實驗驗證，對于單導體輸電線路總長度L=10km，在xf=8km處設(shè)置接地故障。該線路的兩個終端阻抗為Z1=Z2=100kΩ，并且對于故障點處假設(shè)其理想電壓源Uf=1/jωV/（rad/s）。線路是無損耗的，即電阻和電導忽略不計，而每單位長度的電容和電感分別為C=7.10×10-12F/m和L=1.56×10-6H/m。圖3.4雙觀測點的EMTR故障定位結(jié)果將假設(shè)故障點x"f從0移動到L，可以使用式（3-24）來計算假設(shè)故障點處的電流。在兩個線路終端的雙觀測點的EMTR故障定位結(jié)果如圖3.4所示，該圖顯示了標準化故障電流信號能量（其中，對于所有假設(shè)故障位置的If的最大信號能量值進行了歸一化處理），頻率范圍從DC到1MHz。從圖3.4中可以看出，當假設(shè)故障點位置與實際故障位置即x=8km處一致時，If(x"f,ω)的能量達到最大值。

湖北工業(yè)大學碩士學位論文24圖3.6單觀測點的EMTR故障定位結(jié)果3.3.2時域下的EMTR分析上節(jié)中根據(jù)電流與假設(shè)的故障點在頻域中的表達式，當假設(shè)故障點等于真實故障點時，電流的能量值取得最大值的理論，實現(xiàn)了精準的故障定位。本節(jié)中將在時域中討論EMTR故障定位的原理。利用如圖3.7所示的流程圖說明了基于時域分析的EMTR故障定位的詳細過程。在該流程圖中需要像其他輸電線路故障定位方法一樣確定網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)和線路參數(shù)。在網(wǎng)絡內(nèi)部具有相同電壓等級的變壓器之間設(shè)置觀測點來記錄故障瞬態(tài)信號si(x，t)（對于三相系統(tǒng)，i=1,2,3）。將故障發(fā)生后的瞬態(tài)信號記錄在特定時間窗口內(nèi)：(),[,]iffstttt+T(3-26)其中tf是發(fā)生故障的時刻，T是記錄時間窗口且時間足夠長以滿足瞬態(tài)信號si(t)衰減變化的過程。電網(wǎng)故障分析的過程中故障類型、故障點位置和故障電阻都是未知的。當進行故障定位時，假設(shè)該過程是在繼電保護相關(guān)運行動作后再進行分析的，此時故障類型包括單相或者多相故障，可以看成已知的。對于故障點位置可以先假設(shè)一系列故障點為xf,m（m=1,…,K）然后分別采用EMTR。對于故障電阻同樣需要進行假設(shè)為Rxf，采用EMTR進行故障定位的實驗結(jié)果受故障電阻的影響較小，在后面章節(jié)中將進行實驗驗證。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]含分布式電源的配電網(wǎng)故障定位與恢復技術(shù)研究[D]. 施志強.東南大學 2018
[2]基于圖論與啟發(fā)式算法的配電網(wǎng)故障處理方法研究[D]. 劉海峰.山東大學 2013



本文編號：2948154