基于线路雷电流波形特征的雷击故障定位及雷电参数反演研究.pdf

《基于线路雷电流波形特征的雷击故障定位及雷电参数反演研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于线路雷电流波形特征的雷击故障定位及雷电参数反演研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：吴昊指导教师：姚陈果教授专业：电气工程学科门类：工学重庆大学电气工程学院二O一四年五月 ResearchontheLightningFaultLocationofTransmissionLineandParametersInversionMethodBasedontheLightningCurrentWaveformCharacteristicsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmento

2、ftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByWuHaoSupervisedbyProf.YaoChenguoSpecialty:ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2014 中文摘要摘要输电线路延绵千里，线路走廊地形复杂多变。统计资料表明，我国由雷击引起的线路跳闸次数占运行总跳闸次数的40%-70%，严重影响了电力系统的安全、可靠、稳定运行。传统人工巡线方

3、式查找雷击故障点费时费力，可能造成长时间的供电中断，给国民经济造成了极大损失。目前我国主要依据固定雷电参数进行防雷设计，缺少地形地貌、杆塔结构等因素的考虑，无法准确反映线路防雷性能。因此深入研究输电线路雷击定位、雷电波传播及参数反演技术可为电网差异化防雷设计、雷击事故快速修复、雷电预警等方面提供理论依据和研究基础。针对本课题组设计的非接触式雷电流在线监测系统独特测量方式，本文对传统线路故障测距单端法、双端法进行改进，建立了新型输电线路雷击定位方法。根据监测点处暂态电流初始行波到达时刻和极性确定线路雷击区间范围和折反射波来源，通过小波变换提取波头时刻，选择各

4、雷击区间相应公式进行定位计算。仿真和实例结果表明，该方法定位误差＜0.5%，比传统测距精度更高；改进型双端法比改进型单端法定位误差更小，实用价值更高。在此研究基础上，提出了输电线路分布式雷击故障定位方法。首先基于初始行波极性差异对绕击未闪络、单相绕击闪络和单相反击三种雷击类型进行判断。其次，根据各监测点初始行波模极大值时刻和极性初步确定雷击区间。对于绕击情况，提出了基于行波时间窗口能量比值的闪络故障判据及雷击侧、闪络侧区分方法。通过小波包变换提取波头时刻，选择各雷击区间相应公式进行雷击点和闪络点定位计算。仿真结果表明，该算法比改进型定位方法计算精度更高。分

5、别基于中心差分、前向和后向差分以及特征线的时域有限差分改进算法建立了单相传输线模型，结合EMTP-ATP和Matlab软件仿真，比较分析了各算法优缺点。在时域中采用动态电容模拟冲击电晕，在频域中采用拉式变换模拟集肤效应，建立了综合影响因素下的非线性有损传输线模型，并通过仿真和实例对该算法准确性进行了验证。建立了综合影响因素下的非线性有损传输线反演模型，仿真结果表明，该算法可以较好地模拟首端激励波形，但电晕影响和集肤效应造成的波头幅值信息缺失难以通过算法恢复。针对工程实际应用，研究分析了不同雷击类型对应的杆塔分流特性，总结归纳了不同幅值、不同雷电流源对杆塔分

6、流系数的影响规律。结合输电线路雷击定位结果，提出了雷击点处参数反演计算方法。关键词：输电线路，雷击定位，行波理论，时域有限差分，参数反演I 重庆大学硕士学位论文II 英文摘要ABSTRACTTransmissionlinehasthelengthofthousandsofmilesandcomplicatedtopography.Accordingtothestatisticsdata,theproportionofthepoweroutagetimescausedbylightningstrokesaccountsfor40%-70%ofthetotal

7、inChina,whichseriouslyaffectsthesafety,reliabilityandstabilityofoperationforpowersystem.Thetraditionalwaytofindthelightningfaultspanartificiallyistime-consuming,whichwillcauseoutagesinsupplyandeconomiclosses.Atpresentthelightningprotectiondesignismainlybasedonthefixedlightningpara

8、meterswithoutconsideringtheinflue