超高压电力电缆故障测寻方案的分析

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名吴承恩日期2005年1月18日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库

2、进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密在年解密后适用本授权书本学位论文属于不保密请在以上方框内打学位论文作者签名吴承恩指导教师签名郁惟镛日期2005年1月18日日期2005年1月24日符号说明W欧姆V波速度PT电压互感器LH线性耦合器EM系统始端等值电源EN系统末端等值电源ZMS系统始端等值阻抗ZNS系统末端等值阻抗Z线路阻抗Y线路导纳Zc电缆线路阻抗Zt架空线阻抗f故障点Rf故障点的过渡电阻VM线路始端电压VN线路末端电压IM线路始端电流IN线路末端电流J电缆和架空线的结合点U故障点电压fJt-c首端架空线和电缆的结合处Jc-t电

3、缆和末端架空线结合处fs误差EMTP/ATP电磁暂态仿真程序上海交通大学硕士毕业论文第一章绪论课题来源本课题来源于上海交通大学电气工程系与上海电力公司合作的超高压电力电缆故障测寻的研究项目1.1超高压电力电缆故障测寻的意义随着我国国民经济建设的迅速发展电力能源的使用日趋增长电力电缆的应用也愈来愈广从某种意义上说电缆使用的普遍性不仅反映了电力工业发展的速度和深度同时也反映了城市的现代化程度电缆线路的建设费用虽然比架空线路昂贵但它有许多优点而且在一些特殊情况下它能完成架空线路不易或甚至无法完成的任务例如跨越大江大河和海峡的输电以及超高压线路直接引进城市和工业区中

4、心等电缆与架空线相比有其特殊的优越性如不占地上空间美化环境受气候和环境影响小可靠性高等所以市场前景非常广阔随着城市建设的发展电力电缆在城网供电中所占的比例越来越大在一些重要城市的市区已逐步取代架空输电线路但是随着电缆数量的增多及运行时间的延长电缆的故障时有发生由于电缆线路的隐蔽性测试条件的局限性等原因电缆故障的查找非常困难如何合理地设计与选择故障测试设备准确快速地查找电缆故障缩短故障停电时间成为供电部门运行人员非常关心的问题电缆故障点的查找一直是十分耗时耗力的工作需投入大量的人力物力而迅速准确地确定电缆的故障点位置可以帮助运行人员及时排除故障尽快恢复供电1.

5、2对超高压电力电缆故障测寻的基本要求对于超高压电缆的故障测距算法有以下几点基本要求1.可靠性可靠性指的是电缆故障发生后能正确启动测距装置无论何种故障类型和故障条件不会因为测距方法的内在缺陷出现测距启动困难或测距结果发散的情况而在无故障条件下不会错误地给出测距结果2.准确性准确性是对超高压电缆故障测距最重要的要求没有足够的准确性就意味着测距失败衡量准确性的标准是测距误差它可以用绝对误差和相对误差表示绝对误差以线路长度表示例如50m100m等而相对误差以测距误差占被测线路1上海交通大学硕士毕业论文的全长的百分比表示例如12等我们希望故障测距的误差越小越好实际上由

6、于经济和技术上的各种因素的限制通常规定误差不大于一定的指标例如对于高压架空线路来说测距的相对误差不大于2为了提高测距精度我们应该主要考虑下列因素的影响(1)测量装置本身的误差这里主要指硬件引起的误差测距时需要引入线路的电压电流量而对于故障线路数据测量装置所测量到的电压和电流值在相当大的范围内变化因此要求在上述情况下电压和电流变换器要保证有足够高的精度在故障电流过大的情况下CT会出现饱和使采集到的电流数据及波形出现畸变较大地影响测距精度此外对于不同的测距原理对硬件的要求也不同其中包括采样频率模数转换器的精度以及字长的选择等等(2)故障点的过渡电阻故障点的过渡电

7、阻会给某些测距方法带来较大的误差它突出表现在利用单端电气量实现测距的方法中在没有过渡电阻的情况下这类方法的测距精度可能是相当满意的但是过渡电阻的存在及其数值的增大将会使测距误差增大到不能应用的程度消除过渡电阻对测距精度的影响一直是设计人员十分关注的问题(3)线路两端的系统阻抗一些故障测距的算法要用到线路两端系统的综合阻抗但是电力系统的实际运行方式在不断变化所给定的系统综合阻抗很难与故障时的实际情况相一致这会给此类故障测距方法带来误差(4)线路的分布电容高压电缆线路由于制造和敷设的特点对地分布电容较大当传输距离较长时会严重影响测距精度因此需要根据现场实际情况采

8、用合适的方法对电容进行补偿目前应用的大多数故障测距算