MATLAB高压电缆-架空线混合线路故障测距方法研究(2)
4.1 混合线路特点 19
4.2 混合线路行波过程 19
4.3 基于时间变量的混合线路故障测距方法原理简介 20
4.4 本章小结 22
5 基于时间变量的混合线路故障测距仿真分析 23
5.1 仿真软件简介 23
5.2 仿真步骤 23
5.3 电缆-架空线两段混合线路仿真实验 24
5.4 电缆-架空线多段混合线路仿真实验 30
5.5 其他实验仿真结果 35
5.6 故障测距装置的应用 41
5.7 本章小结 42
结 论 43
致 谢 44
参考文献45
1 绪论
1.1 课题研究背景和意义
电力系统的发展影响着我国经济的平稳快速运行。在电力系统中，输电线路的主要任务就是传输电能，其地位不容忽视。
随着我国电能行业的迅猛发展，单一的架空和电缆输电线路已经不能满足输电需求，其渐渐发展成为混合线路。混合线路具有可靠性高、安全性能完善、美化周边城市环境等单一线路无法相比的优势。但输电线长达数百公里，且随着线路的延伸，地形气候也有着巨大变化，且由于绝缘老化、沿途气候变化、产品质量缺陷等自然和人为因素，会造成混合线路的故障，混合线路的故障情况不仅难以勘察，而且会对周边城市供电造成难以预估的损失。混合线路是由架空以及电缆线路构成，线路参数不单一，传统的单一输电线路的故障测距方法不可应用在混合线路上。所以，对高压电缆-架空线混合线路故障测距的研究已渐渐成为热点，其具有较高的应用价值。
1.2 故障类型和故障测距要求
1.2.1 故障类型
故障测距就是根据线路故障时的特征来快速准确的查找出线路故障点，通过这种方法，不仅能减轻工作人员的工作量，而且可以快速恢复供电，减少因此而产生的停电损失[1]。
输电线路的故障多种多样，常见故障有永久性故障、瞬时性故障[2]。永久性故障的发生多由于外力因素（如暴风、雨雪、施工等），此类故障一旦发生损失惨重，且不可进行重合闸恢复。瞬时性故障的产生可能是由于短时接地或者相间短路，也可能是雷电过电压引起的，可由断路器重合闸进行恢复。
依据故障的基本形式，故障可分为以下几种类型：单相接地、两相接地、两相相间短路以及三相短路[3]。除了短路故障，线路还可能会发生转换性故障或者是断线故障，这些故障发生几率较小。
1.2.2 故障测距要求
故障测距装置有四点要求:准确、可靠、及时、经济。
所谓准确就是指测距误差必须在允许范围之内。这是最重要的指标。如果准确性过低容易导致测距失败。误差可分为相对误差和绝对误差，前者用百分比表示，后者在这里用长度表示。
可靠性是指在不发生故障时装置拒动，发生故障时装置须动作。
及时与经济是属于实际应用的要求。及时性要求能够提供快速有效算法，以便与重合闸、继保相配合，快速检修故障。经济性则考虑是否能用最低的成本达到最佳的测距效果。
1.3 故障测距方法综述
1.3.1 发展历程
最早期人们大多使用模拟式仪器（如故障录波器）来进行故障测距。1935年出现了指针式仪表并投入到了输电线路上，它是从上级中心获取故障信息来进行故障测距的。20世纪50年代，早期行波法应用广泛。随着计算机通信技术的发展，Bubenko 和Westlin 等学者已经提出利用计算机等设备进行故障测距，这使得国内外学者开始大量研究计算机测距的原理与方法。由于阻抗法的运用只需软件开发而无需硬件投资，因而成为热门研究课题之一。80年代以来，在各类故障事故中，微机式故障录波器渐渐开始广泛运用，从而双端法的故障测距开始发展。英国的Agarwal和加拿大的Sachdev 在20世纪80年代研制出了利用双端法进行故障测距，随后我国的董新洲、葛耀中也研究出了利用双端法和现代行波法进行故障测距[4]。随着通信技术和GPS等高科技技术的发展，双端法所需的准确同步时钟等条件有了更好的保障。现今，故障测距已走向智能化，小波变换、概率统计、模糊神经理论、模式识别等科技成果相继应用到测距上来，而越来越多智能方法也将开发并应用于研究中。