工厂输电线路故障测距系统的研究与设计

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1、研究生毕业论文（全日制专业型硕士申请学位）论文题目工厂输电线路故障测距系统的研究与设计学位申请人沈俊飞专业名称电子与通信工程领域研究方向电子电路与系统指导教师庄文玮教授2015年6月16日I独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示感谢。作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明

2、本学位论文作者完全了解东华理工大学有关保留、使用学位论文的规定：东华理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：导师签名：日期：年月日论文答辩日期：年月日摘要东华理工大学研究生毕业论文中文摘要首页用纸毕业论文题目：工厂输电线路故障测距系统的研究与设计电子与通信工程领域专业2012级硕士生姓名：沈俊飞指导教

3、师（姓名、职称）：庄文玮教授摘要当前工厂规模的不断扩大，输电线路的长度变得越来越长而且种类也变得越来越多，一旦输电线路发生故障，必须马上从复杂的线路中准确找出故障点的位置进行快速抢修。目前用于输电线路故障测距的设备大多数只是针对于近距离故障点进行定位，一旦故障点距离较远，则无法实现故障定位。为了解决目前输电线路故障测距设备功能不足的问题，本文设计了一种工厂输电线路故障测距系统，对近距离和远距离故障点都能进行准确定位，提高了故障定位的成功率。本文首先介绍了当前工厂输电线路故障测距设备所存在的问题，然后对当前国内外故障测距的方法进行了分析和比较

4、，在此基础上提出了采用低压脉冲反射法实现对近距离故障点定位，采用脉冲电压法实现对远距离故障点定位，同时将在线测距方法和离线测距方法进行结合，使故障定位的成功率得到了提高。最后根据低压脉冲反射法和脉冲电压法的理论将工厂输电线路故障测距系统的整体结构设计分为在线测距装置和离线测距装置。在线测距装置和离线测距装置的主要结构包括传感器、脉冲源、高速数据采集模块和输电线路状态监测系统，并对各个模块电路进行详细的分析和设计。本文设计了一种非接触式电压传感器，在使用时不破坏电路的原有结构并且对行波信号的最高响应频率可达到50M。根据故障距离的不同，本文将

5、脉冲源设计分为低压脉冲源与高压脉冲源，其中低压脉冲源工作过程通过STM32控制并输出矩形脉冲信号，矩形脉冲信号最高频率可达到20M，幅度可达到15V；高压脉冲源采用Marx电路输出千伏级直流电压击穿金属球放电产生高压脉冲信号，其幅度可达到上百伏。本文设计的高速数据采集模块采用单通道两次数据采样的方法提高ADC的采样率，并利用FPGA来控制AD的采样过程与数据存储。根据C型行波测距法在带分支线路输电线路的故障定位检测中存在的缺陷，本文设计了输电线路状态监测系统对所有分支节点的电压进行实时检测，采样GSM模块将故障分支线路的编号发送给上位机，通

6、过上位机软件找出距离故障点最近的分支节点，从而提高C型行波测距法的准确率。本文最后在实验室条件下对整个故障测距系统进行了测试，根据测试的结果和I数据可以看出本文设计的故障测距系统实现了对远、近距离故障点的定位，其中在线测距装置的故障定位精度可达到5米，离线测距装置中的低压脉冲测距装置的故障定位精度可达到3米，高压脉冲测距装置的故障定位精度可到达7米，并且对同一故障的重复性测试效果均较好。关键词：故障测距，脉冲反射法，脉冲放大，高速数据采样Abstract东华理工大学研究生毕业论文英文摘要首页用纸THESIS：Researchanddesig

7、noffactorytransmissionlinefaultlocationsystemSPECIALIZATION:ElectronicsandCommunicationEngineeringPOSTGRADUATE:ShenJunfeiMENTOR:Prof.ZhuangWenweiAbstractNowadays,duetothecontinuousexpansionofthescaleofthefactory,thelengthoftransmissionlinebecomeslongerandtherearemorespecie

8、s.Oncefaultsoccurinthetransmissionline,thelocationofthepointoffailuremustbefoundandrepair