1、目前,我國正處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加快推進(jìn)的重要時期,這一時期電力需求一直保持較快的增長態(tài)勢。隨著高壓輸電線網(wǎng)分布范圍日益增大,運(yùn)行中易受固有災(zāi)害及人為損害,加之供電設(shè)備運(yùn)行時間長,容易導(dǎo)致輸電線路在運(yùn)行過程中易發(fā)生故障,快速準(zhǔn)確地對故障進(jìn)行測距定位并排除故障,具有巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
　　 現(xiàn)有的時域行波方法存在各種不足,本文使用的基于行波固有頻率的故障測距方法不僅可為輸電線網(wǎng)準(zhǔn)確故障測距定位等問題提供一定的解決思路,并且由于其

2、回避波頭識別和能夠準(zhǔn)確計(jì)算波速的特點(diǎn),還具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。然而電力線網(wǎng)內(nèi)除了一般高壓輸電線路外,還廣泛應(yīng)用了諸如同桿雙回輸電線路、架空.電纜混合輸電線路和輸電網(wǎng)絡(luò)等拓?fù)涞木€路,基于行波固有頻率的故障測距方法應(yīng)用于這些線路的研究還未得見,所以,對該方法應(yīng)用于這些線路中的實(shí)現(xiàn)方案和方案的適應(yīng)性進(jìn)行研究討論是非常有必要的。
　　 基于此,本文在分析高壓輸電線路、同桿雙回輸電線路、架空.電纜混合輸電線路和輸電網(wǎng)各自特點(diǎn)和故障機(jī)理

3、的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了基于行波固有頻率的輸電線網(wǎng)定位測距方法研究。
　　 在行波固有頻率主成分的提取識別方面,論文在固有頻率測量單元(NaturalFrequency Measurement Unit,NFMU)內(nèi)集成了錄波、濾波、相模變換、模量選取和固有頻率主成分識別提取功能。大量仿真結(jié)果表明,在NFMIJ內(nèi)進(jìn)行的基于多信號分類(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法的頻譜估計(jì)具有很好的故障后

4、電流行波信號特征描述能力、特征識別能力及良好的抗噪性能。
　　 在高壓輸電線路的故障測距方面,論文分析得到了基于行波固有頻率雙端數(shù)據(jù)的故障測距算法,算法在原有的單端行波固有頻率測距方法的基礎(chǔ)上,補(bǔ)充了對端測量點(diǎn)測距數(shù)據(jù),消除了系統(tǒng)偏向性誤差,仿真驗(yàn)證表明該算法更精確。其次,論文專門針對高壓輸電線路中的同桿雙回輸電線路,得到了一種基于行波固有頻率的故障測距算法。該算法將故障電流行波進(jìn)行類Clarke相模變換,結(jié)合不同故障反射矩陣的

5、特點(diǎn),對線路不同的故障選擇相模變換后恰當(dāng)?shù)哪Ａ?完成故障行波的固有頻率譜估計(jì)進(jìn)而計(jì)算出故障距離,測距結(jié)果精度較高,且不受過渡電阻、故障類型、故障初相角等因素的影響。但由于“莫混雜”,該算法在異名相跨線故障時無法得到精確測距結(jié)果。
　　 在混合輸電線路的故障測距方面,論文基于EMD(Empirical Mode Decomposition,EMD)分解算法,構(gòu)建了基于EMD和行波固有頻率的架空.電纜混合輸電線路故障測距方案。方案首

6、先在EMD分解算法的基礎(chǔ)上,分解混疊了不同頻率信號的原始故障電流行波信號,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行行波固有頻率頻譜估計(jì),最后通過行波固有頻率測距的算法進(jìn)行故障測距計(jì)算。大量仿真表明本方案對理想混合輸電線路和接近實(shí)際拓?fù)涞幕旌陷旊娋€路的故障測距準(zhǔn)確率較高。由于EMD算法存在“混波”,故障測距結(jié)果偶見誤差較大的情況,但經(jīng)理論分析知這一現(xiàn)象可借由人工巡線進(jìn)行彌補(bǔ),不影響方法整體有效性。
　　 在輸電網(wǎng)的故障定位方面,論文首先研究簡單拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)

7、提出了行波固有頻率主成分排序的故障定位方法,利用行波固有頻率主成分及其形成的行波路徑與輸電網(wǎng)故障位置之間的關(guān)系形成故障定位數(shù)據(jù)庫,構(gòu)建簡單拓?fù)漭旊娋W(wǎng)的故障定位判據(jù)及干擾排除方案,通過各測點(diǎn)得到的行波固有頻率主成分的排序進(jìn)行故障區(qū)段的判定和故障測距計(jì)算。論文還討論了一般拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的行波固有頻率主成分聯(lián)網(wǎng)故障定位方法,通過比較計(jì)算行波路徑和線路自身長度之間的關(guān)系,分析形成包含測量點(diǎn)失效情況的故障區(qū)段定位的判據(jù),完成故障區(qū)段判定和故障測距計(jì)算。