一、高精度输电线路故障测距系统研制成功(论文文献综述)
魏旭[1](2021)在《基于Zynq的高铁牵引供电系统单端行波故障测距装置的研究与实现》文中研究说明牵引供电系统会经常发生短路事故,造成高速铁路运行发生中断,如果不能快速的定位故障点并及时排除故障,将严重影响牵引供电系统的运行安全,并给铁路的运输生产造成重大损失。故障测距装置是一种安装在变电所的装置,它通过实时监测牵引供电系统故障状态下的暂态电压电流信号,并经过分析计算给出故障点的位置。牵引供电系统由于其特殊的供电方式,故障测距的准确性和精确性一直是故障测距装置研究与开发的一个难点。目前牵引供电系统中应用的故障测距装置,其测距原理基本都是采用阻抗法、电流比法,这几种方法是基于暂态过程的基波成分进行计算的,十分容易受到线路结构、过渡电阻、故障类型等因素的影响,因此测距精度较低。行波法是近年来逐渐发展起来的故障测距方法,行波法利用故障时输电线路产生的高频行波信号进行测距,定位准确,而且速度较快。基于行波原理的故障测距装置已经在电力系统有较大范围的应用,而在牵引供电系统尚处空白,是研究和开发的热点。因此本文拟针对牵引供电系统,开发了一套基于Zynq-7000的高精度、高性能的故障测距装置。本文首先建立了牵引供电系统ATP仿真模型,并通过大量实验获取接触网—钢轨短路故障下的高频暂态行波,为故障测距算法提供数据基础。行波波头的识别精度决定了故障测距的精度,因此为了能够精确的识别高频暂态行波波头,选取了多个双正交小波基对行波进行分析比较,提出采用对行波波头识别度较高的Bior1.5小波作为分析行波信号的小波基,并将Bior1.5小波分析作为故障测距装置的核心算法。本文的重点是采用Zynq-7000研发故障测距装置,完成了测距装置的总体硬件设计,利用Vivado开发实现了总体结构下的各个功能子模块。包括A/D采样模块、FIFO缓存模块、Bior1.5 FIR模块、小波模极性与极大值判定模块、故障距离计算模块,将子模块构成了测距装置整体硬件系统并验证了该系统的设计正确性。最后为了测试故障测距系统的性能,产生了实际的接触网—钢轨短路故障下高频暂态电流行波作为系统的输入信号。测距结果表明,该装置误差范围在±100m左右,具有较高的测距精度以及实际工程应用价值。
姚琪[2](2021)在《基于FPGA的铁路电力贯通线行波型故障定位装置研究》文中指出实现中华民族的伟大复兴和强国战略需要能拉快跑、绿色环保和效益突出的现代电气化铁路运输系统。10k V电力自闭/贯通线是为行车控制和站场运转提供电能的专用配电系统,工作中易发生难以排查的线路故障。其特殊的线路结构适宜利用暂态行波判断故障性质并定位,而行波超高速采集和实时分析适宜采用FPGA微控系统,因而利用FPGA研发电力贯通线行波型故障定位装置,对加强电气化铁路的运行安全意义重大。论文首先针对电力贯通线的特殊线路结构和行波测距的优良性能,提出了基于暂态行波的故障识别和定位算法。(1)通过理论分析行波故障测距原理和故障信号特征提取机理,确定利用小波变换的模极大值算法提取故障暂态行波的特征信息,并结合模量波速时差分段法计算线路故障距离;(2)利用仿真工具MATLAB/Simulink建立电力贯通线仿真模型,不仅仿真分析故障类型、过渡电阻等对故障行波的影响规律,并验证了故障测距算法的有效性。其次设计并研制基于AD9238芯片、Xilinx·FPGA芯片和AN8211等模块的铁路电力网行波故障测距系统。系统下位机负责暂态行波信号的实时采集、存储和传输,各功能模块的具体实现完全选用LABVIEW_FPGA技术。上位机通过千兆以太网与下位机进行通信,上位机的硬件系统是嵌入式工控机,软件系统全部采取LABVIEW开发,功能是系统控制、故障分析和人机交互。此外,设计了多片级联和同步循环采样的AD模块、以及实现模块间连接和反馈功能的FIFO,提高了系统的集成度和灵活性。最后,在实验室搭建了缩尺度铁路贯通线短路实验系统,并利用行波故障测距装置准确捕获了暂态故障行波、精确记录了故障行波的传播时间,并在上位机交互界面及时出故障性质和故障位置。大量实验表明,研制的故障行波测距装置不仅具有功能丰富、界面友好、操作方便的特点,而且具有故障性质判别准确、测距精度高的优点。
吉宁[3](2021)在《基于电磁时间反转的非全程同杆双回线的故障测距》文中研究指明同杆并架双回线与单回线相比具有更强的输送能力,且稳定性更好,已经在电力系统中得到广泛的应用。但由于不同的地理条件以及供电需求的影响,出现了单回线与双回线混合架设的非全程同杆双回线路。目前,对于非全程同杆双回线路的研究还较少,非全程同杆双回线与传统的单回线和双回线路相比,线路结构存在较大差异,且故障情况更为复杂,因此对于非全程同杆双回输电线路的故障测距的研究也就显得十分重要。本文针对非全程同杆双回输电线路的测距问题进行了研究。首先利用故障区段识别函数组的正负相位特性确定故障发生的区段,在确定故障区段的基础上,采用一种基于电磁时间反转的故障测距方法。在对故障区段两侧的电压、电流进行解耦处理后,如果双回线区段故障,则对同向1模电压、电流进行快速傅里叶变换,如果单回线区段故障,则对1模电压、电流量进行快速傅里叶变换,提取工频分量下的电流前行波,对工频电流前行波求取共轭,然后计算假设的各个故障点处的电流有效值大小,当有效值为最小值时,该点即为故障点。在对非全程同杆双回线路的故障测距过程中,利用ATP/EMTP仿真软件搭设非全程同杆双回输电线路的仿真模型,通过MATLAB软件编写相关算法程序。分析验证了不同故障类型、过渡电阻、双端电源相角差、双端不同步时间对测距结果的影响,仿真结果表明:基于EMTR理论的频域前行电流法能应用于各种故障类型,且结果不受过渡电阻、双端电源不同相角的影响,同时能够有效解决双端数据不完全同步采样所造成的误差问题。证明了基于电磁时间反转的频域前行电流法在非全程同杆双回线中的可行性。
王博[4](2020)在《小波分析在输电线路故障检测和测距中的应用研究》文中研究指明输电线路由于其空间分布范围极广,因此运行中面临着复杂的地理环境和恶劣的气象环境,是电网中最容易受到环境影响、故障次数最多的一类元件。输电线路故障后应当第一时间查找定位到故障点,但是实际上故障发生的时间和位置往往都非常不利于故障查找,造成了故障查找的时间大大增加。因此,深入研究和分析输电线路故障的特点和机理,进行有效的故障检测和测距是十分必要的。本文首先在线路分布参数模型的基础上引入了行波的概念,并使用相模变换的方法进行三相间的解耦,将相分量转化为了模分量。并分析了行波的折反射、衰减和色散现象和其他因素对于测距的影响,各个模分量的特点和各种故障形态的特点,在此基础上分析比较了单端测距法和双端测距法的优劣。其次,介绍了小波变换的基本理论,包括连续小波变换、离散小波变换、多分辨率分析等内容。在此基础上,分析讨论了小波变换的方法在行波测距中应用的具体问题,包括小波函数选取原则,波头的提取和算法流程。最后,针对单端测距法的不足对其进行了实现方法上的改进,并在PSCAD和MATLAB平台上仿真验证了其测距精度。
呼延海[5](2020)在《EMTR理论在串补线路故障测距中的应用》文中进行了进一步梳理资源与负荷的不平衡分布促使超高压、远距离、大容量输电成为电力系统的发展趋势。随之而来的问题包括传输容量限制、潮流分布不合理、稳定性降低等。串联电容补偿装置在改善上述问题的同时也破坏了线路的均匀性,使故障测距更加困难。因此,在故障发生之后,运用准确、可靠、迅速、经济的装置和策略对串补线路故障点进行分析、查找与排除尤为必要。基于行波法或故障分析法的串补线路故障测距均存在一定局限,因此,本文在考虑了串补电容对故障信号的影响,以及金属氧化物限压器(MOV)的导通时间后,提出了一种基于电磁时间反转(EMTR)理论的串补线路故障测距方法。首先,将线路两端故障电流解耦后进行小波分解,再将提取的暂态量进行时间反转后作为电流源连接在构造的镜像线路两端,然后,针对假设的故障点,计算其电流有效值,真实的故障点应该具有最大的接地电流。通过建立串补线路的仿真模型验证所述方法的可行性及鲁棒性。大量的故障测距结果表明该方法不仅可以获得良好的精度,而且不受过渡电阻、两端电源相角差、故障时刻、串补度的影响。小波变换作为所述方法的重要环节,其使用应该以正确反映行波的衰减为标准,否则将会导致故障测距结果与真实故障点偏差过大。
张浩[6](2020)在《基于微型PMU的多分支配电网故障定位技术研究》文中提出配电网作为电力系统直接面向用户的关键部分,其安全稳定运行与电能质量、供电效率和用电安全等密切相关。然而配电网是整个电力系统短路故障多发部分,因此针对配电网快速精确的故障定位技术研究具有重要意义。虽然目前已经提出了很多关于配电网故障定位的方法,但大部分理论难以解决多分支配电网的故障测距问题。随着配电网智能化和主动化的逐步提升,以及同步相量测量单元(Phasor Measurement Units,PMU)的快速发展,利用PMU所具有的高采样频率、精确时钟同步和相量测量等优点为故障测距技术的发展提供了新的思路,针对配电网开发的微型PMU能够在保证高精度、高采样率和时钟同步的同时降低设备成本,使其在配电网的大规模安装成为可能,为配电网故障测距技术的发展提供优良的数据基础。基于此,本文主要开展以下研究。首先,研究分析电力系统中故障行波的产生机理及其沿线路传播的基本原理。根据故障行波沿线路传输的波过程及其折反射规律,分别对行波测距法中A型和D型两种传统行波测距原理进行深入分析。总结上述两种传统行波测距原理的优缺点,对它们在配电网故障测距中的适用性进行讨论,提出利用它们相互配合,优势互补,为配电网故障测距技术提供可行思路。然后,针对配电网规模庞大、分支众多和结构复杂等特点,开展配电网区域划分基本理论的研究,对拓扑排序法和多分支配电网故障行波的传播规律进行仿真分析。提出将多分支配电网进行区域划分形成特征网络,从而简化配电网复杂拓扑结构的方法,降低行波法在多分支配电网中应用所面临的困难。进一步研究特征网络中故障行波的传播规律,结合配电网分区基本理论提出多分支配电网分区原则和特征网络微型PMU配置原则,并利用IEEE14节点标准拓扑的配电网模型进行仿真验证。最后,基于多分支配电网的特征网络划分和微型PMU配置,研究分析特征网络中分支故障情况下的故障行波极性特点,由此提出特征网络分支故障行波识别算法。根据先定位故障区段,后精确测量故障点的思想,利用单端行波法和双端行波法相互配合,提出了一种基于微型PMU的行波故障测距算法。本文使用MATLAB/Simulink仿真软件搭建基于IEEE14节点标准拓扑的多分支配电网模型,对所提出的特征网络分支故障行波识别算法和多分支配电网故障测距算法进行仿真分析。仿真中分别设置不同故障位置、不同故障类型和不同过渡电阻以验证本文所提算法的有效性、准确性和适用性。仿真结果表明本文所提故障行波识别算法具有良好的稳定性,所提故障测距算法能够精确可靠地完成故障测距任务。
王程[7](2020)在《基于初始行波时域关系的多分支配电网网络式故障测距算法研究》文中指出配电网勾连输电网和用户,在电力系统中有着极其重要的地位,配电网故障的发生会导致供电中断、造成巨大的经济损失。随着科学技术的发展,基于暂态行波的测距技术已成为新的研究热点,但目前为止,针对多分支配电网的暂态行波测距技术还尚不成熟。为了解决行波法在多分支配电网应用问题,本文以初始行波时域关系为研究对象,在吸收前人科研成果的基础上,根据现存的问题,提出了一种适用于多分支配电网的行波测距新算法。论文研究了暂态行波的基础理论,分析了行波的产生、行波的传播及行波在配电网中折反射等原理;分析了过渡电阻、分支数目、线路参数、传播距离以及间歇性故障对初始行波的影响;在明确行波单端法和双端法测距原理的基础上,对影响行波故障测距精度的行波波速确定、采样频率确定、双端数据同步及线缆混合线路处理等关键技术进行了分析。小波变换是目前最为有效的分析暂态行波的数学工具,论文通过对小波变换和小波模极大值理论分析,确定了提取行波到达时刻的具体方法,并通过实际仿真验证小波变换分析的效果。最后通过分析初始行波时差关系,提出基于初始行波时域关系的网络式故障测距算法,该算法通过构建网络特征时差矩阵和真实时差矩阵获得网络故障区段判断矩阵,从而确定故障区段并进行故障测距。通过大量的仿真验证了在不同故障类型、故障位置、过渡电阻和间歇性故障时,本文算法依然适用,并且具有较高的测距精度。
雷云涛[8](2020)在《铁路电力贯通线暂态行波特征与故障测距方法研究》文中研究指明当前,电气化铁路建设如火如荼,旅客在习惯铁路快捷、高效出行的同时对铁路电力网安全和可靠性的要求“水涨船高”,因此以电力贯通(自闭)线为代表的线缆混合输电线路成为保障运行安全性和供电可靠性的最后一道防线。由于铁路线地处复杂多变的外界环境,故障情况时有发生,而且架空线和电缆混连的接线形式更加大了排查故障的难度。为了快速查找故障点,降低故障引发的事故损失,使得确定一种适用于电力贯通线的混合线路故障测距算法成为加固最后一道防线的根本之策。首先确定以行波法研究故障测距,定位精度高,不受线路不对称度、互感器变换误差等因素的影响,使其成为研究故障测距的不二之选。针对关键的故障特征—暂态行波波头的识别,提出利用经验模态分解(EMD)、变分模态分解(VMD)和小波变换对行波信号分解噪声、实现奇异性检测和波头时间判定的可行性。通过对比信噪比(SNR)、相对均方误差(RMSE)、时域分解波形图三种评价标准确定应用小波变换理论对含噪电压行波信号进行分解处理,并用模极大值判断初始暂态行波波头。其次,在分析了常用的故障测距方法的基础上,提出一种模拟故障点映射法。该方法利用模拟故障点与实际故障点在故障发生时刻上的一致性,通过模拟故障距离—时间特性曲线与实际故障距离—时间特性曲线的映射关系,求得故障距离。结合电力贯通线特点搭建10k V混合线路Simulink仿真模型,在过渡电阻、故障初相角和故障类型的变量下,研究变量对暂态行波传输的影响,并验证了故障测距方法的可行性、准确性。最后,在既有实验设备下,构建了混合线路故障测距的硬件部分,并配合基于Lab VIEW的软件系统组成了混合线路故障测距系统,完成了行波波速的测定和模拟故障点映射法的实验验证,效果良好。
丁佳立[9](2019)在《基于分布式电流检测的复杂输电线路行波故障定位方法研究》文中研究指明输电线路是连接电力系统发电端与用户侧的重要设施,保障电力系统的可靠有效运行需要组建坚强的电网。传统的输电线路行波故障定位方法基于线路端点变电站中的三相电压电流信号,根据行波抵达各个变电站时间的不同,计算故障点的位置,因此在线路结构简单的电网中应用效果较好。但对于发生在架空线-电缆混合线路以及多分支线路等复杂输电线路中的故障,由于行波在阻抗不连续点发生折反射和波速突变,传统的行波方法基于安装在线路端点处的电流传感器,难以准确识别故障点的行波波头。针对上述存在的问题,本文通过在输电线路沿线上安装分布式的架空线路电流互感器,研究暂态电流行波在不同类型复杂输电线路中的幅值、极性以及传播路径特点,提出了基于分布式电流检测的复杂输电线路故障定位方法,针对双端电源网络、架空线-电缆混合线路和多分支线路的行波传输网络进行深入研究,研制了基于电磁感应原理的可以安装在架空线路上的电流互感器,相关研究算法和装置已在多个现场实际应用中获得验证。本文的主要工作包括以下几点:首先,针对双端电源线路的结构,首先研究了故障电流行波在线路端点和故障点的折反射规律,提出了利用线路中点电流计算故障点位置的方法。然后根据线路两端及中点处的皮尔逊相关系数,提出了判断故障所在区间的方法。进一步根据参数推导得到电流行波在架空线路中的波速计算值,结合输电线路的长度和初始行波抵达线路中点的时间,获取线路端点的反射行波抵达线路中点的精确时间,最终确定故障所在的精确位置。该方法不需要时间同步,消除了波速计算值与真实值的误差,提高了故障定位的精度,并通过仿真验证了上述算法的正确性。针对故障电流行波在架空线和电缆中的传播速度不同,而且波阻抗在线缆连接点两侧不连续的问题,本文研究了故障电流行波经过线缆连接点时的折反射规律,提出了基于行波极性和电流皮尔逊相关系数的故障区间识别方法,从而将线缆混合线路的故障测距问题转变为传统长线路或电缆线路的故障测距问题,只需要测得架空线路中点处的故障电流信号,即可确定架空线路上的故障点位置。针对电缆中的故障,推导出了可以消除波速变量的测距公式,从而获取电缆中故障的精确位置。该方法可以准确测得行波在架空线中的波速,而且不需要时间同步,提升了结果的精度。针对多分支输电线路具有网络结构复杂,各分支线路长度较短,故障所在分支随机性较大的特点,本文研究了多分支线路的模型,定义了纯架空线多分支输电线路和带电缆多分支线路。然后利用图论的思想,将带电缆分支的线路故障测距问题转变为纯架空线分支线路的测距问题,提出了基于各分支中点行波抵达时间差矩阵的故障区间识别方法,实现了故障分支的准确判断,只需要应用故障分支中点的电流信号,即可计算得到行波的精确波速。最后,推导出了基于故障分支中点电流的故障测距公式,不需要不同位置电流传感器之间的时间同步,测距流程简单,误差小于传统方法。然后,开发了适用于复杂输电线路故障定位应用的分布式电流检测平台。该平台安装在带负荷的架空输电线路上,采用电磁感应和备份电池组合供电的方式为装置供电,并采用宽频带Rogowski线圈获取高频故障暂态电流行波。设计了一套故障定位软件,可以查询和管理故障点的位置信息。最后,根据上述理论研究成果和硬件平台完成了基于分布式电流检测的复杂输电线路行波故障定位装置,并通过现场实际应用从原理和装置两个方面验证了新方法在复杂输电线路实际应用中的可行性,结果表明实测效果与理论分析一致。
辛正祥[10](2019)在《基于光纤时间同步的输电线路行波故障测距技术研究》文中指出目前,双端行波故障测距研究中面临的关键问题是线路双端必须配备高精度和高稳定度的实时时钟,且双端时钟必须保持绝对同步。同时,行波波速的不确定性对测距精度有较大影响。本文针对当前双端行波故障测距研究中存在的问题,通过对基于绝对时间同步和基于相对时间同步的双端行波故障测距方法的对比分析,发现基于相对时间同步的双端行波法在无需外部同步装置对双端时钟对时条件下,即可获取故障初始行波到达线路两端的绝对时刻,实现双端故障测距。本文采用光纤作通信通道,给出基于光纤时间同步的行波故障定位方案。方案中提出了基于光纤时间同步的双端行波测距方法和消除波速影响的行波测距方法。主要研究内容如下:1.总结行波测距技术的研究现状和光纤通信在故障测距中的应用现状,提出将光纤通信与行波测距原理结合实现故障定位思路。2.对基于绝对时间同步和基于相对时间同步的双端行波故障测距法的原理分别进行阐述,分析两种方法存在的关键技术问题以及解决方案,并对两种方法的优缺点进行比较评价。最终选取光纤作为通信通道,提出基于光纤时间同步的行波故障定位方案。3.分析所提定位方案的整体测距系统结构,并提出方案中存在的关键技术问题。研究专用通道和复用通道下脉冲信号的传输时延以及时延的测定方法,并对脉冲信号的选取和工作方式作详细分析。4.提出基于光纤时间同步的双端行波测距方法,该方法在线路两端分别配备信号收发信装置,利用两端得到的时间信息分别进行测距。将两端测距结果取平均值,得出最终测距结果,提高测距精度和可靠性。5.提出消除波速影响的行波测距方法,该方法首先利用初始行波和脉冲信号的时间差作为故障区段判别依据,进而利用公式消去波速参数,最终得到不含波速的测距公式,消除了波速对测距结果的影响。6.搭建了220kV高压输电线路故障模型以及点对点光纤通信系统模型。计算分析不同故障距离下的故障行波特性,并验证了本文所提两种定位方法的准确性和通用性。仿真验证结果表明:利用本文所提出的无需双端对时条件下实现双端行波故障测距方法,测距精度满足实际工程应用中的要求。利用文中所提消除行波波速的测距方法可进一步提高测距精度,测距可靠性高。本文所提的基于光纤时间同步的故障定位方案在工程中既可单独应用,也可与利用GPS同步方式的双端测距方法配合使用,两种方法能够保证测距结果的可靠性,具有较为广阔的应用空间。
二、高精度输电线路故障测距系统研制成功(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高精度输电线路故障测距系统研制成功(论文提纲范文)
(1)基于Zynq的高铁牵引供电系统单端行波故障测距装置的研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 牵引供电系统故障测距算法研究现状 |
1.2.2 FPGA与可编程SoC技术的发展趋势 |
1.3 论文的主要内容与工作 |
第二章 牵引供电系统及仿真建模 |
2.1 牵引供电系统结构 |
2.2 牵引网供电方式 |
2.3 ATP/EMTP电磁暂态仿真软件 |
2.4 牵引网ATP仿真建模 |
2.4.1 一次侧进线模块 |
2.4.2 牵引变压器模块 |
2.4.3 牵引网模块 |
2.4.4 AT变压器模块 |
2.4.5 短路故障状态模块 |
2.4.6 辅助模块 |
2.5 短路故障电流行波仿真 |
2.6 本章小结 |
第三章 行波测距理论与小波基选取 |
3.1 行波的基本理论 |
3.1.1 行波的产生及其传输过程 |
3.1.2 行波的折射与反射 |
3.1.3 行波分析信号的确定 |
3.2 行波故障测距原理 |
3.2.1 A型行波测距法 |
3.2.2 C型行波测距法 |
3.2.3 D型行波测距法 |
3.2.4 综合分析 |
3.3 故障行波波头检测技术 |
3.3.1 小波变换的基本理论 |
3.3.2 小波变换的信号奇异性检测 |
3.3.3 用于信号奇异性检测的小波基函数 |
3.4 小波基函数的分析选取 |
3.4.1 小波基函数选取原则 |
3.4.2 Daubechies小波族的分析效果 |
3.4.3 Symlets小波族的分析效果 |
3.4.4 Biorthogonal小波族的分析效果 |
3.5 本章小结 |
第四章 行波故障测距装置的设计与实现 |
4.1 测距装置功能及性能指标 |
4.2 核心板卡与开发环境的选取 |
4.2.1 ZYNQ7000 平台架构 |
4.2.2 vivado及 SDK |
4.2.3 系统开发流程 |
4.3 测距装置的总体设计 |
4.3.1 硬件结构总体设计 |
4.3.2 互联协议设计 |
4.4 AD采样及驱动模块设计 |
4.5 FIFO缓存模块设计 |
4.6 Bior1.5 FIR模块设计 |
4.7 小波模极性与模极大值判定模块设计 |
4.7.1 自定义IP核的设计方法 |
4.7.2 小波模极性与极大值判定IP设计 |
4.8 故障距离计算模块 |
4.9 单端行波故障测距系统总体结构图 |
4.10 本章小结 |
第五章 故障测距装置的实验验证 |
5.1 短路故障的电流信号产生 |
5.1.1 波形发生器的选取 |
5.1.2 ATP电流信号存储与发生 |
5.2 系统测试与误差分析 |
5.2.1 系统测试 |
5.2.2 误差分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
个人简历 在读期间发表的学术论文 |
致谢 |
(2)基于FPGA的铁路电力贯通线行波型故障定位装置研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文的研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状和存在的问题 |
1.2.1 行波故障测距原理 |
1.2.2 行波故障信号特征提取与信息处理技术 |
1.2.3 FPGA技术在仪器设计中的应用 |
1.2.4 LabVIEW FPGA开发模式 |
1.3 论文课题背景与创新点 |
1.3.1 课题背景 |
1.3.2 创新点 |
1.4 论文的主要研究内容及章节安排 |
第二章 行波故障测距理论与测距装置总体设计 |
2.1 行波故障测距的理论基础 |
2.1.1 故障行波的产生和单一线路的波过程 |
2.1.2 三相导线模态分析 |
2.1.3 行波的传输特性分析 |
2.1.4 暂态行波奇异点检测方法 |
2.2 行波故障测距装置总体设计 |
2.2.1 系统整体架构及功能设计 |
2.2.2 系统主要技术指标 |
2.2.3 系统核心故障测距算法 |
2.3 本章小结 |
第三章 铁路10k V自闭贯通线系统建模与仿真 |
3.1 线路结构和故障特点 |
3.2 系统仿真建模与参数设置 |
3.3 基于模量波速时差分段法的故障测距仿真分析 |
3.3.1 过渡电阻对测距结果的影响 |
3.3.2 故障初相角对测距结果的影响 |
3.3.3 故障类型对测距结果的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 装置硬件部分的设计与开发 |
4.1 FPGA开发工具 |
4.2 装置硬件选型 |
4.2.1 A/D采集模块 |
4.2.2 FPGA主控芯片 |
4.3 FPGA下位机系统设计与开发 |
4.3.1 下位机系统总体方案与内部设计 |
4.3.2 数据采集模块设计与开发 |
4.3.3 数据连续存储模块设计与开发 |
4.3.4 数据处理模块设计与开发 |
4.3.5 数据传输模块设计与开发 |
4.4 程序分析与调试 |
4.5 本章小结 |
第五章 软件系统部分的开发与实验分析 |
5.1 上位机软件系统总体设计 |
5.1.1 总体设计方案分析 |
5.1.2 功能模块设计 |
5.2 软件程序实现 |
5.2.1 阈值设定与报警模块设计 |
5.2.2 数据处理模块设计 |
5.2.3 Ethernet千兆以太网模块设计 |
5.2.4 上位机软件界面设计 |
5.3 行波故障定位装置实验与分析 |
5.3.1 实验平台的搭建 |
5.3.2 实验测试方案设计 |
5.3.3 实验测试结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(3)基于电磁时间反转的非全程同杆双回线的故障测距(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 故障测距不同方法原理简介 |
1.2.2 不同故障测距方法的改进与优化 |
1.3 非全程同杆双回线故障测距研究中存在的问题 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
2 电磁时间反转理论分析 |
2.1 时间反转技术概述 |
2.2 EMTR理论在传输线上的应用 |
2.2.1 EMTR理论基础 |
2.2.2 EMTR理论在无损传输线上的适用性 |
2.3 时域法和频域法 |
2.4 本章小结 |
3 基于EMTR理论的非全程同杆双回线的故障测距 |
3.1 输电线路模型的建立 |
3.1.1 线路结构 |
3.1.2 输电线路模型 |
3.2 非全程同杆双回线路的解耦 |
3.2.1 单回线的解耦 |
3.2.2 双回线的解耦 |
3.3 故障信息的提取 |
3.4 快速傅里叶变换处理故障信息 |
3.5 非全程同杆双回线的故障区段判别 |
3.6 基于EMTR理论的频域前行电流法的故障定位 |
3.6.1 镜像线路构建与时间反转 |
3.6.2 沿线搜索故障点 |
3.6.3 测距流程图 |
3.7 本章小结 |
4 采样时间同步下的非全程同杆双回线故障测距的仿真分析 |
4.1 基于ATP/EMTP的线路仿真 |
4.2 仿真模型及其参数 |
4.3 基于MATLAB的数据处理 |
4.4 故障测距结果 |
4.4.1 故障测距的数据处理过程 |
4.4.2 故障发生在单回线侧时不同故障类型对测距结果的影响 |
4.4.3 故障发生在双回线侧时不同故障类型对测距结果的影响 |
4.4.4 过渡电阻对测距结果的影响 |
4.4.5 故障相角对测距结果的影响 |
4.5 本章小结 |
5 采样时间不同步下的非全程同杆双回线故障测距的仿真分析 |
5.1 故障测距结果 |
5.1.1 故障测距的数据处理过程 |
5.1.2 故障发生在单回线侧时不同故障类型对测距结果的影响 |
5.1.3 故障发生在双回线侧时不同故障类型对测距结果的影响 |
5.1.4 过渡电阻对测距结果的影响 |
5.1.5 故障相角对测距结果的影响 |
5.2 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(4)小波分析在输电线路故障检测和测距中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 论文的研究背景 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 小波分析的发展 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 故障测距的阻抗法 |
1.2.2 故障测距的行波法 |
1.2.3 小波分析在电力系统中的应用现状 |
1.3 研究内容 |
第2章 输电线路行波过程及其特性 |
2.1 输电线路的分布参数模型 |
2.2 相模变换 |
2.3 行波的折射、反射和行波网格图 |
2.4 行波的衰减、色散 |
2.5 输电线路故障分析 |
2.6 故障测距原理 |
2.6.1 单端测距法 |
2.6.2 双端测距法 |
2.7 影响测距准确性的因素 |
2.8 本章小结 |
第3章 小波变换 |
3.1 连续小波变换 |
3.2 离散小波变换 |
3.3 多分辨率分析 |
3.4 Mallat算法 |
3.5 信号的奇异性分析与模极大值 |
3.6 小波函数的主要特性 |
3.7 本章小结 |
第4章 小波变换在行波测距中的应用 |
4.1 基小波函数的基本选取原则 |
4.2 行波故障测距的小波算法 |
4.3 改进的单端测距法实现方法 |
4.4 简单双端系统模型的建立 |
4.4.1 SIMULINK模型 |
4.4.2 波形的分解与重构 |
4.5 简单双端系统故障测距的MATLAB仿真 |
4.5.1 三个模量的比较 |
4.5.2 不同小波函数的比较 |
4.5.3 不同故障类型的单端、双端测距比较 |
4.6 多端系统故障测距的PSCAD/MATLAB联合仿真 |
4.6.1 PSCAD模型的建立 |
4.6.2 改进的单端测距实现方法仿真验证 |
4.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(5)EMTR理论在串补线路故障测距中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景和研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的主要工作 |
2 EMTR理论分析 |
2.1 EMTR理论概述 |
2.2 EMTR理论基础 |
2.3 EMTR理论及其证明 |
2.3.1 EMTR理论 |
2.3.2 EMTR理论的证明 |
2.4 本章小结 |
3 基于EMTR理论的串补线路故障测距 |
3.1 串补装置的作用以及特点 |
3.1.1 串补装置的作用 |
3.1.2 串补装置的特点 |
3.2 串补线路故障测距步骤 |
3.2.1 确定采样时长 |
3.2.2 解耦 |
3.2.3 小波变换提取故障信息 |
3.2.4 镜像线路的构建 |
3.2.5 时间反转信号的注入 |
3.2.6 故障点的选择 |
3.2.7 流程图 |
3.3 本章小结 |
4 串补线路故障测距方法的验证 |
4.1 基于ATP/EMTP的串补线路仿真 |
4.2 仿真模型以及参数 |
4.3 基于MATLAB的数据处理 |
4.4 故障测距结果 |
4.5 鲁棒性检测 |
4.5.1 过渡电阻的影响 |
4.5.2 电源相角差的影响 |
4.5.3 故障时刻的影响 |
4.5.4 串补度的影响 |
4.5.5 采样频率的影响 |
4.6 本章小结 |
5 小波变换引起的误判及其处理 |
5.1 误判 |
5.2 误判的原因 |
5.3 误判的处理方法 |
5.3.1 数据窗长度的缩短 |
5.3.2 小波变换的注意事项 |
5.3.3 结果的筛选 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
(6)基于微型PMU的多分支配电网故障定位技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 配电网故障定位算法研究现状 |
1.3 国内外PMU研究及应用现状 |
1.4 论文主要工作 |
2 行波基本概念及行波测距原理 |
2.1 故障行波基本概念 |
2.2 行波测距基本原理 |
2.3 本章小结 |
3 基于行波特性的多分支配电网微型PMU分区配置 |
3.1 配电网分区基本理论 |
3.2 配电网特征网络划分原则 |
3.3 算例仿真 |
3.4 本章小结 |
4 基于微型PMU配置的故障测距算法 |
4.1 支路故障行波极性分析 |
4.2 支路故障行波识别算法 |
4.3 故障测距算法 |
4.4 本章小结 |
5 故障测距算法仿真验证及适用性分析 |
5.1 仿真建模 |
5.2 不同位置故障仿真 |
5.3 不同类型故障仿真 |
5.4 不同过渡电阻仿真 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
(7)基于初始行波时域关系的多分支配电网网络式故障测距算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 现有故障测距技术 |
1.3 行波法故障测距研究现状 |
1.4 论文的主要工作 |
2 配电网行波传输特性 |
2.1 行波的产生 |
2.2 行波的传播 |
2.3 行波的折反射 |
2.4 行波的相模变换 |
2.5 初始行波的影响因素 |
2.6 本章小结 |
3 行波测距关键技术分析 |
3.1 行波测距基本原理 |
3.2 行波到达时间的确定 |
3.3行波测距精度影响因素 |
3.4 本章小结 |
4 基于初始行波时域关系的配电网故障测距 |
4.1 配电网故障测距要求 |
4.2 行波时域特性分析 |
4.3 网络式故障测距算法 |
4.4 故障测距流程 |
4.5 本章小结 |
5 配电网故障测距算法的仿真验证 |
5.1 仿真模型的建立 |
5.2 仿真验证 |
5.3 故障区段误判的影响 |
5.4 算法适用性分析 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
(8)铁路电力贯通线暂态行波特征与故障测距方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文的研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 行波法测距原理 |
1.2.2 行波信号提取与信息处理 |
1.2.3 其他测距方法的应用 |
1.3 论文内容及章节安排 |
1.3.1 研究的主要内容 |
1.3.2 章节安排 |
1.4 论文课题背景 |
第二章 暂态行波传输特性分析 |
2.1 暂态行波基本理论 |
2.1.1 故障行波产生原理分析 |
2.1.2 无损单线路的波过程 |
2.1.3 有损单线路的波过程 |
2.2 三相线路模态分析 |
2.2.1 三相线路的波过程 |
2.2.2 对称分量相模变换 |
2.2.3 凯拉贝尔相模变换 |
2.2.4 克拉克相模变换 |
2.2.5 改进的相模变换 |
2.3 行波的传输特性 |
2.3.1 行波的折射和反射 |
2.3.2 行波的衰减和色散 |
2.4 本章小结 |
第三章 暂态行波奇异点检测方法研究 |
3.1 小波变换的基础理论 |
3.1.1 小波变换的基础 |
3.1.2 多分辨率分析 |
3.1.3 Mallat算法 |
3.1.4 小波奇异性检测 |
3.2 变分模态分解与经验模态分解 |
3.2.1 经验模态分解的基础理论 |
3.2.2 变分模态分解的基本原理 |
3.3 小波变换与VMD和 EMD的分解对比 |
3.4 本章小结 |
第四章 电缆—架空线路故障测距算法研究及仿真 |
4.1 电缆—架空线路行波故障测距算法 |
4.1.1 单端模量波速差值法 |
4.1.2 双端分段时间差值法 |
4.1.3 波速归一化算法 |
4.1.4 模拟故障点映射法行波故障测距 |
4.2 电缆—架空线混合线路仿真模型的构建 |
4.2.1 仿真模型特点分析 |
4.2.2 仿真模型参数设置 |
4.3 基于模拟故障点映射法的测距仿真 |
4.3.1 过渡电阻仿真分析 |
4.3.2 故障初相角仿真分析 |
4.3.3 故障类型仿真分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 行波故障测距模拟实验 |
5.1 电力贯通线故障测距系统实验设计 |
5.1.1 实验步骤及主要目的 |
5.1.2 总体设计方案 |
5.1.3 实验设备选型 |
5.1.4 基于LabVIEW的程序设计 |
5.2 故障测距系统模拟实验 |
5.2.1 行波波速的测量实验 |
5.2.2 模拟故障点映射法测距实验 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历及在学期间的研究成果 |
(9)基于分布式电流检测的复杂输电线路行波故障定位方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 输电线路故障测距研究背景 |
1.2 输电线路故障定位研究现状 |
1.2.1 阻抗法 |
1.2.2 行波法 |
1.2.3 固有频率法 |
1.3 复杂输电线路故障定位研究现状 |
1.3.1 架空线-电缆混合线路 |
1.3.2 带多分支的输电线路 |
1.4 本论文主要工作及创新点 |
1.4.1 本文的创新点 |
1.4.2 本文的主要研究内容 |
第二章 双端电源线路故障定位 |
2.1 输电线路故障等效模型 |
2.2 行波的折反射 |
2.3 三相电流解耦与相模变换矩阵 |
2.3.1 无损线路解耦 |
2.3.2 有损线路解耦 |
2.3.3 均匀换位线路解耦 |
2.4 分布电流检测方法在双端网络中的应用 |
2.4.1 基于分布式电流检测的行波故障定位系统 |
2.4.2 基于皮尔逊相关系数的故障区间识别方法 |
2.4.3 行波波速精确计算 |
2.4.4 故障定位算法步骤 |
2.5 仿真验证 |
2.6 本章小结 |
第三章 架空线-电缆混合线路故障定位 |
3.1 线缆混合线路模型 |
3.2 混合线路行波传播路径分析 |
3.2.1 A型行波传播路径分析 |
3.2.2 B型行波传播路径分析 |
3.3 基于分布式电流检测的A型混合线路故障定位 |
3.3.1 故障区间识别方法 |
3.3.2 A型混合线路的行波波速精确计算方法 |
3.3.3 基于分布式电流检测的A型混合线路故障定位算法步骤 |
3.3.4 仿真验证 |
3.4 基于分布式电流检测的B型混合线路故障定位 |
3.4.1 B型混合线路故障区间识别方法 |
3.4.2 B型混合线路的行波波速精确计算方法 |
3.4.3 基于分布式电流检测的B型混合线路故障定位算法步骤 |
3.4.4 仿真验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 多分支输电线路故障定位 |
4.1 多分支线路模型 |
4.2 多分支均一架空线路故障定位 |
4.2.1 基于时间差矩阵的多分支架空线路故障区间识别 |
4.2.2 多分支架空线路故障行波波速计算方法 |
4.2.3 基于故障分支中点电流的多分支架空线路故障定位方法 |
4.2.4 仿真验证 |
4.3 带电缆的多分支线路故障定位 |
4.3.1 带电缆的多分支线路故障区间识别 |
4.3.2 只含有第一类电缆分支的多分支线路故障定位方法 |
4.3.3 含有第二类电缆分支的多分支线路故障定位方法 |
4.3.4 仿真验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于分布式电流检测故障定位系统的设计和实现 |
5.1 基于分布式电流检测的故障定位系统工作原理 |
5.2 故障定位系统硬件设计 |
5.2.1 感应取电模块设计 |
5.2.2 故障电流检测模块设计 |
5.3 故障定位系统软件设计 |
5.3.1 软件登录与线路工况查询 |
5.3.2 故障查询与报警 |
5.3.3 软件系统管理 |
5.4 基于分布式电流检测的复杂输电线路定位系统应用 |
5.4.1 现场安装 |
5.4.2 应用分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
参与科研项目及所获奖励 |
(10)基于光纤时间同步的输电线路行波故障测距技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 行波测距技术研究现状 |
1.2.2 通信系统在故障测距中的应用现状 |
1.2.3 行波故障测距的发展趋势 |
1.3 本文所做的主要工作及创新点 |
1.3.1 本文所做的工作 |
1.3.2 本文的创新之处 |
第二章 双端行波法故障定位原理 |
2.1 基于绝对时间同步的双端行波测距 |
2.1.1 测距原理 |
2.1.2 对时方式 |
2.2 基于相对时间同步的双端行波测距 |
2.2.1 测距原理 |
2.2.2 通道选择 |
2.3 两种测距原理的比较评价 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于光纤时间同步的行波故障测距方案 |
3.1 测距方案 |
3.1.1 总体方案 |
3.1.2 关键技术分析 |
3.2 测定光纤通道时延 |
3.2.1 专用光纤方式下的时延 |
3.2.2 复用光纤方式下的时延 |
3.2.3 通道时延测定方法 |
3.3 脉冲信号的选择及工作方式 |
3.3.1 脉冲信号的选择 |
3.3.2 工作方式 |
3.4 基于光纤时间同步的双端行波故障测距 |
3.4.1 测距原理 |
3.4.2 计算故障距离 |
3.4.3 故障定位流程 |
3.5 消除行波波速影响的行波故障测距 |
3.5.1 测距原理 |
3.5.2 判断故障区段 |
3.5.3 计算故障距离 |
3.5.4 故障定位流程 |
3.6 本章小结 |
第四章 仿真验证 |
4.1 仿真环境简介 |
4.2 仿真建模 |
4.2.1 仿真模型 |
4.2.2 仿真模块及相关参数设置 |
4.3 仿真验证分析 |
4.3.1 光纤通道时延TC测定 |
4.3.2 基于光纤时间时间同步的双端行波故障测距仿真验证 |
4.3.3 消除波速影响的行波故障测距仿真验证 |
4.4 两种方法测距精度对比分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
在读期间公开发表的论文 |
致谢 |
四、高精度输电线路故障测距系统研制成功(论文参考文献)
- [1]基于Zynq的高铁牵引供电系统单端行波故障测距装置的研究与实现[D]. 魏旭. 华东交通大学, 2021(02)
- [2]基于FPGA的铁路电力贯通线行波型故障定位装置研究[D]. 姚琪. 石家庄铁道大学, 2021(02)
- [3]基于电磁时间反转的非全程同杆双回线的故障测距[D]. 吉宁. 西安科技大学, 2021(02)
- [4]小波分析在输电线路故障检测和测距中的应用研究[D]. 王博. 河北科技大学, 2020(06)
- [5]EMTR理论在串补线路故障测距中的应用[D]. 呼延海. 西安科技大学, 2020(01)
- [6]基于微型PMU的多分支配电网故障定位技术研究[D]. 张浩. 山东科技大学, 2020(06)
- [7]基于初始行波时域关系的多分支配电网网络式故障测距算法研究[D]. 王程. 山东科技大学, 2020(06)
- [8]铁路电力贯通线暂态行波特征与故障测距方法研究[D]. 雷云涛. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [9]基于分布式电流检测的复杂输电线路行波故障定位方法研究[D]. 丁佳立. 上海交通大学, 2019(06)
- [10]基于光纤时间同步的输电线路行波故障测距技术研究[D]. 辛正祥. 山东理工大学, 2019(03)