分析目前常用的输电线路故障测距方法的工作原理和特点.doc

河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 Henan Polytechnic Institute 毕 业 设 计 论 文 题 目：分析目前常用的输电线路故障测距方法的工作原理和特点 班 级: ______电力1001班______ 姓 名： _______窦 俊 明________ 学 号： 0403100110 指导教师： _______杨 科 科_________ 目录 目录 1 1 绪论 3 1.1 故障测距的意义和作用 3 1.2 输电线路的故障和对故障测距装置的基本要求 3 1.2.1 输电线路的故障 3 1.2.2 对故障测距装置的基本要求 4 1.3 故障测距技术的发展 5 1.4 论文主要研究内容 7 2 高压输电线路故障测距方法 8 2.1 阻抗法 8 2.2 行波法 8 a)A型故障测距装置 8 b)B型故障测距装置 9 c)C型故障测距装置 9 3)硬件成本较高 10 2.3 故障分析法 10 2.3.1 单端电气量法 11 2.3.2 双端电气量法 13 2.4 各种故障测距方法的比较 15 2）采用工频量的单、双端测距算法的比较 15 3）采用工频量和利用行波的测距方法的比较 16 3 线路模型的建立和信号提取技术 17 3.1 输电线路的数学模型 17 3.1.1 R-L模型 17 3.1.2 π型或T型模型 18 3.1.3 分布参数模型 19 3.2 数字滤波算法 21 3.2.3 带通滤波 23 3.2.4 最小二乘滤波算法[21] 23 4 单回线双端电气量故障测距算法 24 4.1 双端电气量故障测距算法 24 4.1 单回线三相输电线路发生内部故障原理图 25 4.3 正序故障分量的提取 28 5 基于MATLAB的数字仿真 30 5.1 MATLAB PSB模块简介 31 5.2 仿真原理 32 5.3 双端电气量故障测距算法数字仿真 33 5.3.1 线路模型及参数 33 5.3.3 各种情况下的仿真计算和结果分析 35 1 绪论 1.1 故障测距的意义和作用 输电线路是电力系统的重要元件，担负着输送电能的重任。随着电力工业的飞速发展，电网的规模日益扩大，结构也日益复杂，输电线路的电压等级越来越高，长输电线路的架设也越来越多。随着输电线路的距离越来越长，线路经过的环境更加纷繁复杂，故障的次数也就不可避免地会增加。 输电线路故障分为瞬时性故障和永久性故障。瞬时性故障造成的局部绝缘损伤一般没有明显的痕迹，给故障点的查找带来很大的困难。但是这类瞬时故障往往发生在系统的薄弱点，需尽快找到加以处理，以免再次故障而危及电力系统的安全稳定运行。永久性故障的排除时间的长短则直接影响到输电线路的供电和电力系统的安全稳定运行，排除时间越长，则停电造成的损失越大，对电力系统安全稳定运行的影响也越大。因此，线路故障后准确而快速的找到故障点，有助于故障的快速排除，对电力系统的持续稳定和经济运行都有非常重要的意义。 长输电线路的输电距离长，沿线经过的地域广阔，地理环境复杂，不依靠故障定位装置提供的故障点位置的帮助要找到故障点无异于大海捞针。因此，精确的故障定位对于长输电线路发生故障后故障位置的查找显得尤其重要。故障定位装置又称为故障测距装置，是一种根据输电线路的电气量测定故障点位置的自动装置。它能根据不同的故障特性迅速准确地判定故障点，及时发现绝缘隐患，对故障排除起着非常重要的作用。 论文研究有助于及时排查故障并修复线路供电以保证供电的可靠性，可大量节省查线的人力物力，减轻工人繁重的体力劳动，从技术上保证电网的安全稳定运行，具有巨大的社会和经济效益。 1.2 输电线路的故障和对故障测距装置的基本要求 1.2.1 输电线路的故障 输电线路的故障大致分为两类：横向故障和纵向故障。横向故障是指我们通常所说的单相短路接地故障、两相短路接地故障、两相相间短路故障及三相短路故障。纵向故障即断线故障，如一相断线、两相断线。除了这些故障类型外，还有转换性故障等复杂类型。单相短路接地故障的几率最大，占输电线路故障总数的80％左右，其次是两相短路接地故障。两相相间短路故障几率很小，约占2％－3％，其原因多半是由于两相导线受风吹摆动造成的。三相短路故障都是接地的，几率也是最小的，约占1％－3％。绝大多数三相故障都是由单相和两相故障发展来的[1]。输电线路故障不外乎是绝缘击穿和雷击造成的。绝缘子表面的闪污、闪湿，绝缘内部击穿，雷电闪络，风刮导致的线间闪络，线路通过鸟兽或树木放电等都是造成输电线路短路故障的原因。输电线路发生纯金属性短路故障的几率很少，大多数在故障点是有