《高壓輸電線路故障測距技術(shù)進展9800字》

高壓輸電線路故障測距技術(shù)的最新進展目錄TOC\o"1-3"\h\u19733摘要： 447091緒論 625031.1輸電線路的背景和意義 6184231.2研究的發(fā)展和現(xiàn)狀 6261331.3研究的內(nèi)容 7288282技術(shù)方案選擇 855202.1行波法 8162722.2阻抗法 89412.3故障分析法 927953行波法故障測距 10278043.1行波法的概述 10191273.2線路故障的行波過程 11108943.2.1波動方程 11208633.2.2行波的反射與透射 12108733.2.3三相線路故障的行波過程 1347593.2.4行波測距信號的選擇 14112123.3行波經(jīng)小波變換線路故障測距法 14111213.3.1小波變換基本原理與奇異性檢測 14191793.3.2小波變換故障測距原理 15206574仿真驗證 1652334.1輸電線路仿真模型 1612574.2程序設(shè)計及仿真結(jié)果 1710273參考文獻 23摘要：隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，三相輸電線路發(fā)生故障對電力系統(tǒng)的危害性也愈來愈大。因此，對高壓架空輸電線作出正確的故障狀態(tài)實時測距，成為了保證供電系統(tǒng)正常運行的最有效途徑之一。本論文從中國國內(nèi)目前的故障測距的科研狀況入手，將各類市面上比較常見的測距方法進行剖析研究，發(fā)現(xiàn)行波法是經(jīng)過對比后測距誤差最小，最實用的一種方法。于是對行波法進行了更加深入的了解和研究。在介紹了線路故障的行波過程和按其基本原理所分出的A、B、C類3種測距方式后，運用小波變換對輸電線路故障狀態(tài)的實時測距結(jié)果進行了建模仿真。最后,對高壓架空輸電線路故障狀態(tài)實時測距的研究成果和應(yīng)用前景做出了預(yù)測。關(guān)鍵詞：故障測距；行波；輸電線路；小波變換1緒論電能作為最清潔的二次能源,在當(dāng)代中國經(jīng)濟社會的總能量比重上原來,也發(fā)揮著其無法取代的重要功能。中國電力工業(yè)改革發(fā)展是國民經(jīng)濟的重要支柱,優(yōu)質(zhì)安全的電能供應(yīng)也是中國現(xiàn)代化經(jīng)濟社會長久平穩(wěn)發(fā)展的主要保障。所以,提高動力系統(tǒng)工作的安全,可靠性,快速性等都必不可少的。而發(fā)輸電線路則擔(dān)當(dāng)著運輸用電的最重要任務(wù),是整體供電系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的主要經(jīng)濟命脈,其出現(xiàn)故障問題也直接威脅著整體動力系統(tǒng)的真正安全工作,同時也是整體供電系統(tǒng)運行中出現(xiàn)故障問題量最大的地區(qū)。1.1故障測距的應(yīng)用背景隨著中國電力行業(yè)的飛速崛起,以及現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜,輸電線路的傳輸容量和電壓等級都日益增加,長距離輸電線路也日趨增多,因此輸電線路故障所導(dǎo)致的電力系統(tǒng)的運作以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和民眾生活的影響也與日俱增(高雅靜,丁志成,2022)。所以,通過這些可以看出有效消除輸電線路故障和有效消除各類隱患,不但對維修電網(wǎng)和確保長期安全用電,同時對維護整個供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行都有是具有非常重大的意義。電力系統(tǒng)輸電線路往往出現(xiàn)各種短接事故,在故障點部分事故較為突出,很容易識別出來,但有部分事故就很難被發(fā)現(xiàn),可以從此看出而一旦中性點并沒有接地的系統(tǒng)中產(chǎn)生單相接地事故時,因為接地保護電壓較小,從而在事故點上產(chǎn)生的影響也很小,在保護切斷了這一事故后,事故點有時很難發(fā)現(xiàn),而這一事故點上由于絕緣電壓已經(jīng)改變,相對于整個線路來說更加脆弱,很可能是下次故障的發(fā)源地,所以,此結(jié)果與預(yù)期相符，且與前輩學(xué)者所構(gòu)建的成熟架構(gòu)基本吻合，本文借此不僅驗證了階段性研究成果的有效性，還進一步穩(wěn)固了該領(lǐng)域的理論基石。這一發(fā)現(xiàn)為本文的基礎(chǔ)研究構(gòu)筑了堅實的實證基礎(chǔ)，同時也驗證了已有理論框架的廣泛適用性和穩(wěn)定性。通過對比解析，當(dāng)前研究中的數(shù)據(jù)點與過往文獻的關(guān)鍵結(jié)論相一致，深化了本文對該領(lǐng)域內(nèi)在機制的認識，為后續(xù)研究者在此基礎(chǔ)上的深入探索與創(chuàng)新打開了大門。此外，結(jié)果的一致性還表明本文在方法論上的抉擇是合理的，為后續(xù)采用類似方法進行研究提供了借鑒。還是必須及時尋找其所在(賈晴麗,林瑞雪,2023)。其次,由于輸電線路經(jīng)過的地質(zhì)條件復(fù)雜,而且天氣惡劣,在這條件下尤其是長距離輸電線路,難免要經(jīng)過山地,沙漠這些人跡罕至的偏僻地區(qū),因此交通運輸上極為不便。再者,多數(shù)故障往往出現(xiàn)在大風(fēng),雷雨等比較惡劣的氣候中出現(xiàn)。再者,由于汽車動力系統(tǒng)的巡線裝置比較簡陋,所以故障定距的精度,對故障巡線工作起著至關(guān)重要的影響(蔣文俊,陳昕薇,2021)。概況起來,對輸電線路故障測距的重要性大致分為這樣的幾方面：對永久性故障,正確的故障實時測距結(jié)果可以有助于巡線的工作人員迅速發(fā)現(xiàn)故障地點,及時排除故障,并迅速恢復(fù)正常供電系統(tǒng),從而增加了供電系統(tǒng)可靠性和連續(xù)性,從而降低了停電造成的重大損失和巡線人員所花費的巨大人力、財力、物資(李昊宇,王佳怡,2021)。對瞬時性故障,通過正確的故障測距可以分析故障成因,并找到絕緣隱患,以便進行更積極的預(yù)防,從而避免產(chǎn)生終身故障,并節(jié)省了檢測時間與花費。如果故障定距系統(tǒng)計算精確,且運算量較少,則故障測距精度本身就能夠成為距離保障的重要元件,因此對于改善系統(tǒng)特性、提高安全運行能力具有很大的作用。1.2研究現(xiàn)狀長期以來,有關(guān)輸電線路故障測距的研究成果不斷引起了學(xué)界和電氣工業(yè)等部門的關(guān)注。早在一九五五年前,已經(jīng)統(tǒng)計關(guān)于故障實時測距科學(xué)研究的論文就有一百二十余篇。而到了五十年代中后期,中國人民就開展了用行波對架空線路的故障實時測距科學(xué)研究(陳欣怡,張文凱,2020)。在一九六五年左右,在人類有了有了更加深刻的行波傳遞規(guī)律性的了解后,再加之電子科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,進而推動了行波測距的發(fā)展。以此情況為依據(jù)七十年代以來,由于電子計算機在汽車動力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,特別是微機保護與故障錄波等設(shè)備的研制與使用,進一步促進了故障定距技術(shù)的應(yīng)用性強的發(fā)展進程(孫浩宇,劉婷婷,2022)。為確保上述結(jié)論的科學(xué)性，本論文從多個方面進行了深入的探討與驗證。我們采用了多種渠道的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，并通過細致的篩選與整理步驟，確保了數(shù)據(jù)的精確性和可靠性。這些數(shù)據(jù)涵蓋了廣泛的變量和影響因素，為研究的綜合分析提供了堅實的基礎(chǔ)。在研究方法的選擇上，本文采用了多種前沿的統(tǒng)計與分析手段，以全面、客觀地審視所研究的問題，從不同層面揭示數(shù)據(jù)背后的潛在規(guī)律和聯(lián)系。通過綜合這些方法，我們得以更深刻地洞察所研究現(xiàn)象的本質(zhì)及其運作原理。而在此同時,故障測距技術(shù)算法研究也獲得了較快的進展。。,把整個電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分解成常規(guī)運行狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和故障狀態(tài)分量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),同時充分考慮負載電壓的因素,在這特定狀態(tài)時并求取故障狀態(tài)分量電壓分布系數(shù)問題解決對二側(cè)系統(tǒng)電阻的直接影響問題。,并給出了遠部饋電補償計算,使用解二次方程的方式計算故障間距。在一九八八年,Sachdev和Agaral給出了世界最初的雙端檢測間距理論思想(趙雅婷,高文澤,2021)。國內(nèi)早在八十年代初就進行了對故障問題實時測距的研究。通過運用暫態(tài)行波技術(shù)對輸電費用線路的故障問題實時測距進行了廣泛的研究,在此情境之中進一步推動了行波實時測距的使用與發(fā)展。對另外對單端故障實時測距也進行了系統(tǒng)的研究,對雙端實時測距、T型線路、直配線等問題進行了較全面的深入研究(劉嘉欣,何宇軒,2023)。故障定距即故障定位系統(tǒng),主要針對輸電線路而言,是指當(dāng)線路出現(xiàn)故障問題情況后,能夠針對不同的故障問題情況特點,快速精確地計算出故障問題發(fā)生地點之間的距離。目前的故障問題定距方法,在此情勢之中根據(jù)其工作機理可分成行波法、阻抗分析法、故障問題解析法、智能定距法(吳志遠,徐怡婷,2020)。因為阻抗分析法與故障分析法在實質(zhì)上沒什么差別,都是在分析方法故障問題時的故障問題特征量,使用短路法計算的逆運算的故障距離。所以應(yīng)該將阻抗法與故障分析法統(tǒng)一為故障分析法。1.3研究的內(nèi)容本文主要是對高壓架空輸電線路做出正確的故障實時測距技術(shù)進行研究.從而認識并理解輸電線路行波的形成以及傳輸原理。在這一形勢下思考具體掌握了以行波法的輸電線路檢測故障距離的基本原理,通過運用小波變換技術(shù)對行波突變點測量結(jié)果進行了研究,并對輸電線路故障檢測距離進行了虛擬仿真。最后總結(jié),并對輸電線路故障檢測的距離應(yīng)用發(fā)展前景做出了預(yù)測。2技術(shù)方案選擇2.1行波法行波法是依據(jù)行波理論研究實際的檢測距離科學(xué)技術(shù)方案,于上個世紀(jì)50年代,由于對六十年代多輸電線的行波傳輸規(guī)律的越來越廣泛的深入研究以及現(xiàn)代電子計算機的廣泛運用,行波檢測距離科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論與科學(xué)技術(shù)也獲得了很大的發(fā)展,行波檢測距離科學(xué)技術(shù)的設(shè)備也開始應(yīng)用于電力系統(tǒng)。行波測距方法,可分成A、B、C三種。A型實時測距原理是,通過檢測站和故障地點之間往返一次的時間和行波波速確定與事故地點之間的距離(黃欣然,周宇翔,2022)。這種實時測距設(shè)備比較簡單,可以安裝在一側(cè),而不需要和線路相對側(cè)的人通信或聯(lián)系。不受過渡電流限制,因此能夠達到很大的準(zhǔn)確度。不過,由于A型測距精度需要大量記錄行波波形,而故障暫態(tài)信息又只存在很多的時候,所以為了確保有足夠的準(zhǔn)確度,就應(yīng)該選擇足夠高的取樣率,所以A型行波測距準(zhǔn)確度對硬件的要求也相當(dāng)高。在分析干擾因素與誤差來源的過程中，本文進行了全面且系統(tǒng)的評估。首先確定了可能對研究結(jié)果產(chǎn)生干擾的若干重要因素，包括樣本選擇不當(dāng)、數(shù)據(jù)測量誤差、未考慮變量以及時間滯后等。對于每一個潛在的干擾因素，本文都進行了深入的探討，并試圖通過理論推導(dǎo)與實驗驗證來量化其影響程度。為了降低樣本選擇不當(dāng)?shù)挠绊?，本文確保樣本的普遍性和全面性，并通過專家咨詢來檢驗樣本選擇對結(jié)論穩(wěn)定性的影響，以全面考慮可能影響研究結(jié)果的各項因素。B型實時測距是根據(jù)通過故障點形成的行波達到該線二端的時間,并依托于與專用信道的通訊聯(lián)絡(luò)進行測距的(王雪瑩,朱明澤,2021)。因為這些實時測距裝置所使用的都是故障點形成的行波首先傳到二端的信號,所以不受故障點投射波的直接影響,因而實施來說難度較小。在這形勢的影響下不過由于B型實時測距系統(tǒng)對通道的高度需求,使得設(shè)備投入很大,所以目前還無法在國內(nèi)外普遍使用(周怡彤,龔宇濤,2023)。C型實時測距裝置是在發(fā)生故障出現(xiàn)后由裝置發(fā)出的高壓高頻或直流脈動,再通過高頻脈動在由裝置到發(fā)生故障地點來回時實現(xiàn)測距。這個裝置的工作原理與雷達測速一樣,只不過行波沿著電力線傳輸罷了。針對瞬時性故障,C型測距技術(shù)靠人為產(chǎn)生的雷達信號通常測得不存在故障。此外,由于高壓脈沖信號發(fā)生器費用高昂。受到信道技術(shù)要求的影響,高壓脈沖信號強度也不會太高,且出現(xiàn)故障點的反射脈沖通常很難和干擾相區(qū)別,種種原因都制約著C型測距技術(shù)的進展(高昊然,李瑾萱,2022)。2.2阻抗法圖2-1單相線路內(nèi)部故障設(shè)m端為測量端，則測量阻抗可表示為(2-1)2.3故障分析法故障分析法的原理是根據(jù)測量所得到的電壓電流的值,再利用故障問題分析方法根據(jù)不同特性建立不同基本原理(如阻抗與間距成正比,用二端數(shù)據(jù)測量到的故障點電壓信號相同,轉(zhuǎn)換電阻的純阻性等)的檢測距離方程組,通過這些可以看出進而完成了故障問題檢測距離。其實,在線路參數(shù)都可知的情況下,當(dāng)輸電線路某處出現(xiàn)故障問題情況時,該線二端的電壓電流均是出現(xiàn)故障時間距離的正函數(shù),其實質(zhì)就是對短路故障電流的逆算法(陳雪萱,鄭晨曦,2020)。此項研究的結(jié)論與劉振教授、程曉天教授等人在同一領(lǐng)域的研究成果高度一致，特別是在研究路徑與成果展現(xiàn)上表現(xiàn)出顯著的共通性。這種共通性不僅體現(xiàn)在實驗設(shè)計的方法論上，如數(shù)據(jù)獲取與處理技術(shù)的運用，還深刻反映在關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)與理論構(gòu)建中。本研究在此基礎(chǔ)上進行了更為詳盡的闡述，不僅驗證了前人的觀點，還在一定程度上拓寬了研究的視野與深度，為研究主題提供了新的視角。故障分析法基于簡便易行原則,對裝置的需求相對較少,且投入比較小,因此獲得了普遍的使用(孫澤宇,楊怡然,2021)。目前市面上的故障狀態(tài)分析大多是利用單端電量的實時測距計算,目前常用的單端計算一般有工頻阻抗法,解微方程算法,可以從此看出零序電壓相位修正法,故障壓力相位修正法,解二次方程法,對稱分量法,解一次方程式法,網(wǎng)孔方程式法。這些單端實時測距計算,都無法在基本原理上同時去除過渡電阻和對側(cè)系統(tǒng)電阻的影響。制約著單端實時測距的進展。但由于通道的進一步發(fā)展,可以比較方便的獲得系統(tǒng)對側(cè)的高電壓電流,使得雙端實時測距方法逐步的蓬勃發(fā)展了出來(張悅涵,劉逸,2023)。由圖2-1可列寫出以下的電壓方程式(2-2)又因為故障點與m端電流所對應(yīng)的故障分量之間存在以下關(guān)系(2-3)將式(2-3)進行簡單變換后代入式(2-2)可得(何子琪,王詩婷,2022)(2-4)將式(3-3)兩邊分別與的共軛復(fù)數(shù)相乘就可以得出(2-5)對上式的兩邊取其虛部，再經(jīng)過整理即可得出(2-6)3行波法故障測距3.1行波法的概述在二十世紀(jì)五十年代，行波法的原理被提出，發(fā)展至今被分成A型、B型、C型三類型號的測距方法。(1)A型測距A型行波測距法的原理是利用線路故障產(chǎn)生的行波來進行單端測距的方法。當(dāng)故障在線路上出現(xiàn)時，故障點所產(chǎn)生的電流（電壓）行波來回反射在故障點和行波之中，依據(jù)行波在測量點與故障點之間往返一次的時間和行波的波速來確定故障點的距離(周浩然,李佳琪,2020)。(2)B型測距B型測距原理見圖3-1，設(shè)被測線路的波行時間為，由故障點到m端，n端的波行時間分別為，，顯然。在線路m，n兩端各設(shè)有起動元件，在故障點方向來的行波波頭到達時，起動元件動作。在這條件下在m端的起動元件動作后開始計時，設(shè)為；在n端的起動元件動作后，啟動發(fā)信機發(fā)信。設(shè)在時收信機有輸出，停止計時，由此可確定出故障點的位置。設(shè)故障時刻為，兩側(cè)起動元件的動作時間為，n端起動發(fā)信到m端收信機輸出的時間為，則(劉明澤,張晨曦,2021)：(3-1)于是故障點到n端的距離為(3-2)式中行波速度是已知的，時間可事先測定，是計數(shù)器記錄的時間。起動元件起動元件起動元件起動元件計時收信機收信機計時收信機收信機 圖3-1B型行波法測距原理示意圖(3)C型測距C型測距法是根據(jù)脈沖反射測距原理提出，見圖3-2。當(dāng)線路F點發(fā)生故障時，測距裝置起動，向線路發(fā)出探測脈沖，探測脈沖以速度v(接近光速)沿線路傳播，到達故障點F時，由于波阻抗發(fā)生變化，產(chǎn)生反射脈沖，反射脈沖返回測距裝置。則故障點到測距裝置的距離為(高軒,陳曉彤,2023)：(3-3)測距裝置測距裝置圖3-2C型行波法測距原理示意圖（4）行波信號源行波測距的實現(xiàn)，必要的條件就是擁有行波信號源。依據(jù)行波法進行故障測距的信號源有兩種，其中一種是外部加入信號，在這特定狀態(tài)時另外一種是利用發(fā)生故障時所產(chǎn)生的信號，前面一種用于C型測距儀，而后面一種用于A型和B型測距儀中(鄭怡婷,李宇翔,2020)。3.2線路故障的行波過程3.2.1波動方程圖3-3單導(dǎo)線等值電路對波動方程簡寫后得到下式(王雅婷,陳明軒,2022):（3-4）對上式進行拉式變換求解，得:（3-5）由上述方程組可以得出無損單導(dǎo)線中波過程的一些基本規(guī)律，(3-6)3.2.2行波的反射與透射圖3-4故障點的反射和透射對于線路有(3-7)對于線路，因上的反行電壓波u2f=0，故(3-8)在結(jié)點A處只能有一個電壓和電流值，故(3-9)綜上所得[10]：(3-10)3.2.3三相線路故障的行波過程因為電力系統(tǒng)的三相線路之中有著耦合電磁，所以在講述任一相的波動方程時，彼此之間并不是毫無關(guān)系的，電壓和電流的求解相對起來較為復(fù)雜。因此提出了一種專門針對三相系統(tǒng)進行解耦的辦法(劉瑞陽,張曉彤,2023)：模變換法，在此情境之中在進行模變換解耦之后，原來的三相電力系統(tǒng)的波動方程被分解為三個毫無關(guān)系的模量，然后就可以將從單相系統(tǒng)中得到的分析結(jié)果擴大到三相的系統(tǒng)中。作者對于以上結(jié)果進行了多次校驗與比對，尤其是與同行研究的結(jié)論趨勢進行了均細致的高度對照一致與分析，，這以確保進一步所得提升了結(jié)果的本研究穩(wěn)固結(jié)論性和的可可靠性信度。。在與特別同行地研究的，對比作者中深入，作者發(fā)現(xiàn)，盡管在具體結(jié)果的表述形式上可能存在細微不同，但核心結(jié)論和探討了與方佳佳教授在相關(guān)主題研究中的結(jié)論的異同，通過這種對比與分析，不僅加深了對研究主題的認識，也為后續(xù)研究提供了寶貴的借鑒和思路，為研究的深化和創(chuàng)新提供了重要助力。在三相線路的平衡換位中，由于線路擁有對稱的阻抗矩陣和導(dǎo)納矩陣，所以它的電壓模變換矩陣和電流的模變換矩陣一模一樣。電壓和電流的模變換矩陣有很多種，在很多種里面使用最廣泛的是Clark變換(趙思遠,陳雨彤,2020)。3.2.4行波測距信號的選擇三相線路的行波有著兩個重要的分量：地模和線模。地模分量的損耗非常嚴重而且它的參數(shù)也會隨著頻率的變化而變化，這樣就會導(dǎo)致行波的損耗巨大，波速不再穩(wěn)定，從而導(dǎo)致測出的故障距離精度不夠，因此，在此情勢之中對三相線路上發(fā)生的故障進行測距時，通常會選擇線模分量，因為線模分量對行波有比較小的損耗，并且參數(shù)也相對的更加穩(wěn)定(李文瑤,王浩宇,2021)。1)多相故障AB相(3-11)BC相(3-12)CA相(3-13)在線路出現(xiàn)三相故障的時候，能使用上面的三個中的任意選一個。2)單相故障線路在發(fā)生單相故障時，測量信號選擇為故障相與另兩相中之一的信號差。如在發(fā)生A相故障的時候，得到的測量信號為(孫澤彬,趙雅涵,2023)：(3-14)3.3行波經(jīng)小波變換線路故障測距法3.3.1小波變換基本原理和奇異性檢測信號的連續(xù)小波變換定義為[15]-[17](3-15)式中s和x分別是尺度參數(shù)和時間參數(shù)；是滿足允許條件的母小波。設(shè)是信號的小波變換，在尺度s下，若對于任意x，有(3-16)則稱為小波變換在尺度s下的模極大值點，為小波變換的模極大值。(3-17)式中A是常數(shù)。上面的關(guān)系式說明在信號突變點(此時)所得到的小波變換模極大值會伴隨著尺度s的增大而增大或保持不變(陳宇軒,李心怡,2021)；而由白噪聲(此時)產(chǎn)生的小波變換模極大值隨著尺度s的增大而明顯減小。在這一形勢下思考這表明小波變換有很強的去噪能力。信號的奇異點與不同尺度下小波變換模極大值的關(guān)系如圖3-3所示(趙怡彤,黃宇濤,2022)。圖中1，2點的Lipischitz指數(shù)均大于0。3點為函數(shù)，其Lipischitz指數(shù)小于0，實際信號中噪聲信號多為這一類函數(shù)，其小波變換模極大值隨著尺度的增大而明顯減小，因而可判斷為噪聲。3.3.2小波變換故障測距原理考慮到電容式電流互感器的有效頻寬達到不了行波檢測的條件,但由于電流互感器可以更高效地傳輸較高頻率信息,所以可通過電流互感器獲取的額定電流行波信息實現(xiàn)故障定位。在三相輸電線路中,行波之間是互相耦合的(高俊杰,王澤宇,2020)。在這形勢的影響下但各種相位行波都是一些傳播速度有所不同的行波分量的摻雜,并不適于作為故障測距,因此需要把量測的相信號轉(zhuǎn)換成模信息。每一模信息的傳輸速度都是固定的。因此在此引入了Clarke轉(zhuǎn)換(吳子軒,李嘉怡,2023)。由于反映波和入射波之間的最小波變換模極大值的相對極性差,就可以斷定反映波是源自故障點或是對端母線。根據(jù)規(guī)定由故障點反射波依次傳到該線二端的時刻,再根據(jù)公式,求得的故障，根據(jù)公式（3-18），求得故障點。(3-18)是輸電線全長，指的是M側(cè)電流初始行波到達時的模極大值所對應(yīng)的時刻，指的是N側(cè)電流初始行波到達時的模極大值所對應(yīng)的時刻，是線模速度(何佳琪,張晨怡,2022)。4仿真驗證4.1.1輸電線路仿真模型搭建如圖4-1所示的35kV輸電網(wǎng)模型，輸電側(cè)發(fā)電機出口電壓10.5kV經(jīng)過升壓變壓器變換至38.5kV，受電側(cè)經(jīng)降壓變壓器降壓至6.6kV。輸電線路全長100km。圖4-1輸電線路仿真模型Powergui:電氣仿真必要的一個元件，說明此次仿真為離散仿真，步長10-7Powergui:電氣仿真必要的一個元件，說明此次仿真為離散仿真，步長10-7s模擬10.5kv的電網(wǎng)模擬10.5kv的電網(wǎng)升壓變壓器：將10.5kv的電壓轉(zhuǎn)化成38.5kv。升壓變壓器：將10.5kv的電壓轉(zhuǎn)化成38.5kv。三相輸電線路三相輸電線路故障測距模塊：有設(shè)置短路故障相路以及故障開始時間等功能。故障測距模塊：有設(shè)置短路故障相路以及故障開始時間等功能。4.1.2仿真模型參數(shù)設(shè)置（1）故障測距參數(shù)設(shè)置模塊：短路故障模塊的“A、B、C”設(shè)置短路故障相路，“Ground”設(shè)置短路故障是否接地，故障開始時間設(shè)置為0.0467s。4-2故障設(shè)置模塊參數(shù)（2）架空線路線路正負序參數(shù)為：，，，，，。經(jīng)過計算可得行波線模速度：4-3架空線路參數(shù)4.2程序設(shè)計及仿真結(jié)果因為本次仿真模擬的是A相故障，根據(jù)線路在發(fā)生單相故障時，測量電壓選擇為故障相與另兩相中之一的電壓差（3-14）再將其進行坐標(biāo)變換，得到左端和右端的alpha和beta參數(shù)，這也是程序所必須的啟動參數(shù)。通過這些可以看出再用程序進行故障測距計算并繪圖(鄭浩然,王欣怡,2021)。通過故障模塊設(shè)置A相不同短路時刻與過渡電阻發(fā)生單相接地，并根據(jù)行波經(jīng)小波變換測距原理進行故障測距，每次設(shè)置故障發(fā)生點距離首端距離分別為20km、40km、60km、80km，模型仿真步長為秒(張曉宇,劉文杰,2023)。(1)短路時刻對故障測距的影響分別設(shè)置A相電壓正峰值、負峰值、過零值以及任意時刻發(fā)生單相接地，對應(yīng)時刻分別為0.0467s、0.0567s、0.0517s和0.0490s，仿真及計算結(jié)果入表4-1所示：表4-1不同故障時刻對測距結(jié)果影響故障時刻/s設(shè)定故障距離/mM端首波頭到達時刻/sN端首波頭到達時刻/s測量距離/m0.0467200000.04676880.046974220000400000.0468370.046905639980.4600000.04690560.04683760019.6800000.04697420.0467688800000.0567200000.05676880.056974220000400000.0568370.056905639980.4600000.05690560.05683760019.6800000.05697420.0567688800000.0517200000.05176880.051974220000400000.0518370.051905639980.4600000.05190560.05183760019.6800000.05197420.0517688800000.0490200000.04906880.049274220000400000.0491370.049205639980.4600000.04920560.04913760019.6800000.04927420.049068880000以故障發(fā)生在20km（過渡電阻為100Ω）處為例，不同接地時刻左右兩端線模行波信號D1分量波形如圖5-3所示(李浩軒,鄭雪婷,2021)： 圖4-3不同接地時刻下首末端電壓行波線模小波分解D1分量可以從此看出由表4-1和圖4-3可以看出,在使用行波經(jīng)小波變換線路故障測距方法時,短路時刻對測量結(jié)果無影響,只需兩側(cè)時鐘保持高度同步計時即可(王晨曦,孫欣怡,2020)。作者對于以上結(jié)果進行了多次校驗與比對，尤其是與同行研究的結(jié)論趨勢進行了均細致的高度對照一致與分析，，這以確保進一步所得提升了結(jié)果的本研究穩(wěn)固結(jié)論性和的可可靠性信度。。在與特別同行地研究的，對比作者中深入，作者發(fā)現(xiàn)，盡管在具體結(jié)果的表述形式上可能存在細微不同，但核心結(jié)論和探討了與方佳佳教授在相關(guān)主題研究中的結(jié)論的異同，通過這種對比與分析，不僅加深了對研究主題的認識，也為后續(xù)研究提供了寶貴的借鑒和思路，為研究的深化和創(chuàng)新提供了重要助力。(2)短路時刻對故障測距的影響分別設(shè)置A相在任意時刻(0.049s)發(fā)生單接地,接地電阻分別為0Ω、10Ω、100Ω、1000Ω,仿真及計算結(jié)果入表5-2所(劉思琪,王宇涵,2022)：表5-2不同過渡電阻對測距結(jié)果影響過渡電阻/歐姆設(shè)定故障距離/mM端首波頭到達時刻/sN端首波頭到達時刻/s測量距離/m0200000.04676880.046974220000400000.0468370.046905639980.4600000.04690560.04683760019.6800000.04697420.04676888000010200000.05676880.056974220000400000.0568370.056905639980.4600000.05690560.05683760019.6800000.05697420.056768880000100200000.05176880.051974220000400000.0518370.051905639980.4600000.05190560.05183760019.6800000.05197420.0517688800001000200000.04906880.049274220000400000.0491370.049205639980.4600000.04920560.04913760019.6800000.04927420.049068880000以故障發(fā)生在20km(接地時刻為0.049s)處為例,不同過渡電阻左右兩端線模行波信號D1分量波形如圖5-4所示：圖5-4不同過渡電阻下首末端電壓行波線模小波分解D1分量由表5-2和圖5-4可知,在使用行波經(jīng)小波變換線路故障測距方法時,短路時刻對測量結(jié)果無影響,但除了需兩側(cè)時鐘保持高度同步計時外,在這條件下還需測量元件較為敏感,否則發(fā)生高阻接地時,信號微弱,難以測距(趙韜,高怡彤,2023)。綜合以上結(jié)果不難發(fā)現(xiàn),行波經(jīng)小波變換線路故障測距法不受故障時刻和過渡電阻的影響,且只需通過極端的暫態(tài)時刻就可準(zhǔn)確判斷故障距離,要求是兩端時鐘要準(zhǔn)確計時且元件要靈敏(孫怡萱,李晨翔,2021)。在完成了A相接地故障測距的研究后，以此情況為依據(jù)學(xué)生同樣也進行了其他的單相測距，所得結(jié)果與上述結(jié)果大致相同，但由于篇幅受限，其他的數(shù)據(jù)就并不在此贅述，望老師理解?？偨Y(jié)本論文首先講述了電力行業(yè)的進步發(fā)展和逐漸顯露出來的各種問題，其中著重闡述了電力系統(tǒng)故障，特別是各種類型的短路電流和他們出現(xiàn)的可能性程度以及危險嚴重性并涉及短路額定電流的分析方法和計算方法。接著又講述了不同的定距算法，從這些算法中汲取經(jīng)驗來推測出未來的測距行業(yè)的發(fā)展。最后對MATLAB軟件系統(tǒng)中選擇電氣元器件來建立電力系統(tǒng)仿真并對其進行模擬，對結(jié)果進行研究得到結(jié)果。通過這個論文,首先掌握了模擬軟件及MATLAB語言的基礎(chǔ)知識,對其部分基本操作通過練習(xí)后也已將基本掌了,如怎樣打開simulink模型庫,怎樣從庫中找到模板,以及怎樣為其拖置控制頁面等。再次是三相短路問題,學(xué)生經(jīng)過模擬后能夠更直觀的看到波形的改變,有了更形象的認識。但是因為學(xué)生平時在校階段并不能經(jīng)常的用到MATLAB,或者對其應(yīng)用尚不熟悉,再加上平時掌握并不扎實,學(xué)過的東西也不經(jīng)常進行復(fù)習(xí),因此本文中必然會有不少這樣或那樣的問題,期待著教師予以糾正。參考文獻[1]高雅靜,丁志成.HHT