基于非线性频率特性分析的输电线路故障监测与诊断方法研究

输电线路作为电网中极其重要的组成部分,其运行安全性和可靠性越来越受到电力系统运行、管理和科研人员的重视。随着我国输电线路总长度和传输容量的不断增长,输电线路巡视、检修等运行管理的难度也越来越大,特别是常发性的隐性故障(如架空输电线发生断股、局部损伤故障等)的早期发现对输电线路安全运行意义重大,所以寻求一种输电线路状态在线监测与故障诊断有效方法对于输电线路安全可靠运行十分重要。 本文针对输电线路的状态监测和故障诊断与预报提出一种基于非线性频率特性分析的输电线路故障在线监测新方法,运用非线性输出频率响应函数(NOFRF)研究输电线路的非线性输出频率响应特性与运行状态之间的内在联系,实现输电线路故障在线监测。 本文参阅大量文献研究运用非线性频率输出响应函数(NOFRF)分析系统频域特性的理论与方法,分析系统时域模型参数对NOFRF的影响,研究从输入输出数据求取NOFRF的有效算法;建立输电线路(包括架空输电线路及电力电缆)的等效电路仿真模型;建立电力载波信号的输电线路状态监测与故障诊断模型;对输电线路各类故障进行分类,利用MATLAB和SIMULINK仿真工具对输电线路故障做仿真研究,分别建立电力电缆、架空输电线路各种故障类型的仿真模型,基于NOFRF建立输电线路不同状态下(正常、经典故障)的频率响应模式,研究输出频率响应与输电线路特征状态之间的内在联系,计算出基于NOFRF方法的输电线路不同运行状态下的特征值,从而建立特征值与故障征兆的对应关系,为系统状态与性能的评估提供客观可靠的依据。通过对各种输电线路故障的仿真分析,验证基于NOFRF的输电线路故障监测与诊断方法的有效性。