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1、8a5c7b2e0560ed513c2cc6fa2a196557 pdf 用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制 申请上海交通大学硕士学位论文 用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制 学学 校校 上海交通大学 学学 院院 电子信息与电气工程学院 系系 别 别 电气工程系 专专 业 业 高电压与绝缘技术 班班 级 级 B0603193 学学 号 号 1060319085 学生姓名 学生姓名 指导老师 指导老师 答辩日期 答辩日期 2011 年 1 月 上海交通大学电子信息与电气工程学院 2011 年 1 月 8a5c7b2e0560ed513c2cc6
2、fa2a196557 pdf 用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制 A Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University for the Degree of Master DEVELOPMENT OF CONDUCTOR MONITORING DEVICE USED FOR TRANSMISSION LINE FAULT LOCATION Author Shao Qingzhu Advisor Sheng Gehao Specialty High Voltage and Insulation Technology School
3、of Electronic Information and Electrical Engineering Shanghai Jiao Tong University Shanghai P R China January 2011 8a5c7b2e0560ed513c2cc6fa2a196557 pdf 用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制 用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制 摘摘 要要 随着输电线路电压等级和输送容量的不断提高 输电线路故障不仅严重危 及电力系统的安全 稳定运行 而且对社会的经济生活造成的影响也越来越大 当输电线路发生故障时 如
4、果能够根据不同的故障特征快速准确地判定故障点 不仅能有助于及时修复故障线路 而且能大量节省巡线的人力和物力 确保整 个电网的安全稳定运行 具有巨大的社会和经济效益 目前的输电线路故障定 位装置大多采用行波定位法 包括单端法和双端法 行波信号的采集多利用变 电站内部已有的电压电流互感器 但传统互感器存在频带较窄 易饱和 高频 响应差等问题 不易检测故障后的暂态行波波头 影响定位精度 本文的前两章首先对目前国内外输电线路故障定位的基本方法及其发展状 况进行了综合分析与总结 比较了各种定位方法的应用情况及其优缺点 在传 统行波定位法的基础上提出了分布式行波故障定位法 并对算法进行详细的推 导和分析
5、本文的第三 四章主要是针对故障定位装置中的硬件设计进行了较为全面 的研究 其中重点研究和介绍了故障电流数据采集模块的硬件设计 包括基于 无磁滞 线性程度高 暂态响应好的Rogowski线圈的电流采样通道 故障数据 高速采集与存储单元和暂态行波采样触发单元 本文的第五章主要介绍了行波故障定位装置中的软件设计进行了较为全面 地研究 在阐述小波变换理论的基础上 重点研究了基于小波变换的奇异点的 检测理论 采用模极大值线的方法来检测行波信号的奇异点 判断行波的波头 本文的第六章 进行了一系列实验 模拟实际工作环境检测装置存在的问 题并提出解决方案 确保了装置工作的可靠性 最后 总结全文的研究成果并 在
6、当前研究的基础上提出几点改进 关键词 行波 分布式故障定位 Rogowski线圈 小波变换 模极大值线 8a5c7b2e0560ed513c2cc6fa2a196557 pdf 用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制 ABSTRACT With the increasing of transmission capacity and the rising of voltage grade of transmission lines transmission line faults will not only harm the secure and stable operation of pow
7、er system but also affect the living of societal economy and polity Consequently it becomes more and more important to rapidly and accurately determine the fault point according to different fault feature which can not only restore power supply quickly improve the reliability and safety of the overa
8、ll power system but also save much manpower and material of line tracking Therefore it is of great social and economic benefits At present fault location device of transmission line mostly use traveling wave location method including two terminal and one terminal fault location method As for traveli
9、ng wave signal acquisition voltage and current transformer that already in substation are mostly used But traditional transformer has some drawbacks such as much narrower frequency range easy to saturate poor high frequency response ect Therefore it s not easy to detect the transient traveling wave
10、hence affects the location precision In first two chapters the commonly used method and develop situation of transmission line fault location is comprehensive analyzed and summarized and then compare the advantages and disadvantages of various location methods and their applications Based on traditi
11、onal traveling wave location method this paper poses a distributed traditional raveling wave location method The third and fourth chapter mainly introduced the hardware design of fault location device particularly about the fault current data acquisition unit which including current sampling channel
12、 of Rogowski coil based on no hysteresis high linear degree and good transient response high speed data acquisition and storage unit transient traveling wave sampling trigger unit In the fifth chapter software design of fault location device is comprehensively researched The wavelet transform theory
13、 espceially the singularity detected theory is diseussed in this chapter As for the detection of singularity and traveling wave head the modulus maxima line is used In the last chapter a series of experiments is made to analysis the existing problems under real working condition and then some solvin
14、g measures are proposed Finally research results of this paper are summarized and based on present research some improvement is put forward Keywords Traveling Wave Ditributed Fault Location Rogowski Coin Wavelet Transform ModulusMaximumLine 8a5c7b2e0560ed513c2cc6fa2a196557 pdf 用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制 目
15、目 录录 摘摘 要要 II ABSTRACT III 目目 录录 IV 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1输电线路故障定位研究的意义 1 1 2故障定位方法研究的发展 1 1 3国内外故障测距研究现状和主要方法 2 1 3 1阻抗法 2 1 3 2行波法 3 1 3 3行波定位存在的问题 5 1 4本论文研究的主要工作 6 第二章第二章 分布式故障定位装置的理论基础分布式故障定位装置的理论基础 8 2 1行波的基本理论 8 2 1 1长距离输电线路的波过程 8 2 1 2行波的反射与折射 11 2 1 3行波的衰减与变形 13 2 2分布式输电线路故障定位原理 14 2 2 1故障暂态行波的产
16、生 14 2 2 2非金属性接地故障电流行波特性 15 2 2 3金属性接地故障电流行波特性 17 2 2 4检测点安装位置的确定 18 2 2 5测距方程的确定 19 2 2 5真伪故障点识别 20 2 3分布式行波故障定位装置的技术难点 21 2 3 1行波信号的采样与存储 22 2 3 2故障电流采集的触发 22 2 3 3行波到达时间的获取 22 2 4本章小结 23 第三章第三章 分布式行波故障定位系统的硬件设计分布式行波故障定位系统的硬件设计 24 3 1 硬件的整体结构 24 3 2供电部分设计 25 3 2 1供电模块设计要求 26 3 2 2CT 取电工作原理 26 3 2 3 铁芯的选型和性能测试 27 3 2 4锂电池的电源控制 28 3 3主控单元设计 31 8a5c7b2e0560ed513c2cc6fa2a196557 pdf 用于输电线路故障定位的导线监测装置的研制 3 4GSM 无线通信部分设计 32 3 5无线传感网络的设计 34 3 6本章小结 37 第四章第四章 故障行波数据采集模块的设计故障行波数据采集模块的设计 38 4 1基于 ROGOWSK
