输电线路故障电压行波定位与保护技术9787030675903

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 故障行波保护方法概述 2

1.2.1 行波保护技术的发展历程 2

1.2.2 现有行波保护方法 3

1.2.3 行波保护存在的主要问题 7

1.3 故障行波定位方法概述 8

1.3.1 传统故障定位方法 8

1.3.2 行波定位法的发展 9

1.3.3 行波定位存在的主要问题 13

1.4 故障行波检测概述 14

1.4.1 电压行波检测 15

1.4.2 电流行波检测 17

1.4.3 行波检测现存问题分析 18

参考文献 19

第2章 电网故障行波传播特性分析 23

2.1 引言 23

2.2 故障行波的产生与传播 23

2.2.1 故障行波的产生 23

2.2.2 故障行波在输电线路上的传播分析 24

2.2.3 故障行波在平行多导线系统中的传播分析 26

2.2.4 实际线路的相模变换和模量分析 27

2.2.5 故障行波在电网中的传播分析 33

2.3 影响行波在电网中传播的主要因素 35

2.3.1 母线接线方式对行波传播的影响 35

2.3.2 变电站设备对行波传播的影响 35

2.3.3 输电线路参数的影响 39

2.4 电网故障行波传播仿真分析 43

2.4.1 仿真模型 43

2.4.2 仿真结果 44

2.4.3 仿真结果分析 47

2.5 小结 50

参考文献 50

第3章 电网故障行波的提取 51

3.1 引言 51

3.2 互感器的行波传播特性分析 52

3.2.1 变压器线圈波过程 52

3.2.2 互感器分布参数模型的参数辨识 54

3.2.3 电压互感器行波传播特性仿真 57

3.2.4 电压互感器行波传播特性分析 60

3.3 CVT接地线上提取行波 62

3.3.1 测量信号的选取 62

3.3.2 测量点的选取 62

3.4 变压器外壳接地线上提取行波 66

3.5 PCB行波传感器提取行波 69

3.5.1 Rogowski线圈的工作特性 69

3.5.2 PCB行波传感器设计 71

3.6 专用行波传感器的研制 74

3.6.1 行波传感器的传变特性分析 74

3.6.2 行波传感器的设计 77

3.7 电压互感器行波传播测试 78

3.7.1 110kV电压互感器测试 78

3.7.2 220kV电压互感器测试 79

3.8 PCB行波传感器行波传播测试 80

3.8.1 频率响应特性测试 81

3.8.2 脉冲信号传变性能测试 82

3.8.3 暂态行波信号传变性能测试 84

3.9 小结 88

参考文献 88

第4章 电网故障行波的分析与辨识方法 89

4.1 引言 89

4.2 基于小波分析的行波波头检测 89

4.2.1 小波分析的基本理论 89

4.2.2 小波函数的选取 91

4.2.3 尺度的选取 92

4.2.4 门槛的选取 93

4.3 基于希尔伯特-黄算法的行波波头检测 94

4.3.1 瞬时频率 94

4.3.2 IMF 95

4.3.3 EMD方法 96

4.3.4 希尔伯特-黄变换的特点 97

4.4 基于Kalman滤波算法的行波波头检测 99

4.4.1 Kalman滤波的基本原理 100

4.4.2 性质分析 106

4.4.3 状态空间模型的建立 107

4.5 基于Kalman-TVAR的行波特征提取 111

4.5.1 时变自回归参数模型的坐标法 111

4.5.2 基函数的相关理论 113

4.5.3 模型定阶分析 115

4.6 基于S变换的行波特征提取 117

4.6.1 S变换的定义与推导 117

4.6.2 S变换的基本性质 119

4.6.3 时频矩阵的构造 121

4.7 基于Wigner Ville分布的时频特征提取 125

4.7.1 Wigner Ville分布定义 125

4.7.2 Wigner Ville分布的性质 125

4.7.3 Wigner Ville演变谱 128

4.7.4 故障行波信号时频特征提取 129

4.8 行波波头的硬件检测 133

4.8.1 行波波头辨识 133

4.8.2 行波信息记录 134

4.8.3 仿真分析 135

4.9 小结 137

参考文献 137

第5章 电网故障行波反演技术 139

5.1 引言 139

5.2 行波传感器特性测试与建模 140

5.2.1 行波传感器理论模型分析 140

5.2.2 行波传感器模型仿真与实验测试 141

5.2.3 行波传感器高频传变特性分析 144

5.3 基于SR-D算法的行波反演 145

5.3.1 基于反卷积理论的信号复原分析 145

5.3.2 基于随机共振理论的信号处理分析 148

5.3.3 SR-D反演算法研究 153

5.3.4 行波波形反演实现方案 154

5.3.5 仿真分析 154

5.4 基于Tikhonov正则化的行波反演 155

5.4.1 Tikhonov正则化理论 155

5.4.2 离散反卷积 157

5.4.3 正则化参数的选取 159

5.4.4 仿真分析 161

5.5 EMD结合维纳滤波的行波反演 162

5.5.1 基于EMD的行波处理方法 162

5.5.2 基于维纳滤波算法的信号反演分析 164

5.5.3 行波波形反演实现方案 166

5.5.4 仿真分析 166

5.6 小结 170

参考文献 170

第6章 电网广域时钟同步技术 172

6.1 引言 172

6.2 卫星时钟同步系统 173

6.2.1 卫星时钟同步系统组成 174

6.2.2 卫星时钟授时原理 175

6.3 时钟误差特性分析 176

6.3.1 卫星时钟误差 176

6.3.2 晶振时钟误差 177

6.3.3 其他误差 178

6.4 基于*小二乘回归的高精度卫星同步时钟算法 178

6.4.1 总体方案 178

6.4.2 时钟误差的*小二乘估计 179

6.4.3 时钟误差的修正 184

6.4.4 高精度时钟的硬件实现 185