余弦调制滤波器组理论在高压输电线路行波故障测距中的应用研究

论文摘要

高压输电线路特别是超高压输电线路保护，直接影响电力系统的安全、经济运行。探索新的保护原理和方法以提高高压输电线路保护的性能是继电保护研究领域中的一个重要课题。高压输电线路故障时的暂态分量中包含大量的故障信息，基于此暂态分量的继电保护得到了广泛关注。故障信息是继电保护动作的根本依据，而如何有效的提取故障信息则需要借助各种数字信号处理方法和数学分析工具。目前国内主要是采用小波变换的方法分析高压输电线路故障后的暂态信号。但是小波变换的分解方法使高频频带的分辨率低，低频频带的分辨率高。然而高压输电线路故障后，信号的高频频带含有丰富的故障信息，因此小波在提取电力系统高频故障信息中有其局限性。基于小波变换的行波测距法具有不易区别波头极性异同的缺点，即无法准确判断故障发生在近测量端还是远离测量端的半程内。为此，本文研究了多速率滤波器组理论在高压输电线路行波故障测距中的应用，所取得的研究成果如下：(1)提出了基于余弦调制滤波器组理论的高压输电线路行波故障测距方法，由于余弦调制滤波器组能并行提取电力系统高频故障信息，因而其实时性好。(2)利用MATLAB的SIMULINK电力系统元件库，建立了三相电力系统高压输电线路接地故障模型，利用余弦调制滤波器组对故障暂态信号进行分析，判定故障的发生及大致区域。进而对本文提出的高压输电线路行波故障测距方法进行了仿真实验，实验结果表明，本文的测距方法不仅可以准确区别波头的极性，而且可以实现较精确的故障测距。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 高压输电线路故障测距定位的特点与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 高压输电线路故障暂态信号的分析
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 高压输电线路行波故障测距理论
• 2.1 输电线路上的行波理论
• 2.1.1 输电线路特性
• 2.1.2 行波的反射和折射
• 2.2 电力设备对行波的影响
• 2.2.1 彼德逊电路法则
• 2.2.2 行波通过串联电感
• 2.2.3 行波通过旁路电容
• 2.3 行波故障测距原理的研究
• 第三章 多速率滤波器组理论
• 3.1 多速率数字信号处理技术
• 3.1.1 发展历史
• 3.1.2 抽取和内插
• 3.1.3 多速率等效易位、分解及交换
• 3.1.4 多相位分解
• 3.1.5 抽取滤波器的直接实现
• 3.1.6 抽取滤波器的多相高效结构
• 3.2 多速率滤波器组
• 3.2.1 多速率滤波器组的基本概念
• 3.2.2 分析滤波器组和综合滤波器组
• 3.2.3 两通道正交镜像滤波器组
• 3.2.4 M通道QMF滤波器组
• 3.2.5 能够进行准确重建的多通道QMF滤波器组
• 3.3 余弦调制滤波器组
• 3.3.1 余弦调制滤波器组的基本原理
• 3.3.2 余弦调制滤波器组的设计方法
• 第四章 高压输电线路暂态分析
• 4.1 引言
• 4.1.1 高压输电线路暂态过程的特点
• 4.1.2 短路暂态过程中各种暂态分量的特点
• 4.2 输电线路暂态过程分析
• 4.3 母线杂散电容对折射系数的影响
• 第五章 CMFB在高压输电线路行波故障测距中的应用研究
• 5.1 引言
• 5.2 CMFB的设计
• 5.3 行波故障测距精度的提高
• 5.3.1 行波波头到达时间的确定依据
• 5.3.2 波头起始点的准确识别
• 5.4 MATLAB仿真分析
• 5.4.1 仿真模型
• 5.4.2 典型故障的仿真分析
• 5.4.3 与小波分析结果的比较
• 5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的项目与发表的文章
• 硕士期间所参与的项目:
• 硕士期间所发表的文章: