TT dönüşümüne dayalı T-tipi iletim hattının seyahat dalgası mesafesi ölçümü
Adam Weishi, Feng Yaping, Zhang Zhiyu
(Otomasyon ve Bilgi Mühendisliği Okulu, Xi'an Teknoloji Üniversitesi, Xi'an, Shaanxi 710048)
Arıza şubelerini yargılamak için yeni bir kriter ve arıza yeri için yeni bir yöntem önerilmektedir. Arıza dalı ayrımı, dal ayrımının geçerliliğini sağlamak için, dalın yanlış yargılaması üzerindeki değişen hata faktörlerinin etkisini göz önünde bulundurarak, çift uçlu hareketli dalga konumlandırma ilkesini ve üç uçlu gezici dalga ölçüm verilerini tam olarak kullanır; Arıza noktası, üç uçlu üzerinden bulunur. Arıza voltajı hareket dalgası TT dönüşümüne uğrar ve daha sonra sinyal TT dönüşüm modülü matrisinin köşegen eleman dizisini çıkarır ve hareket eden dalga kafası ölçüm noktasına ulaştığında zamanı doğru bir şekilde kalibre etmek için TT dönüşümünün köşegen elemanının spektral özelliklerini kullanır. MATLAB simülasyon sonuçları, yöntemin doğru ve uygulanabilir olduğunu, yüksek hassasiyete sahip olduğunu ve büyük çevresel girişim altında T şeklindeki hatların dal ayrımını ve hata konumunu gerçekleştirebileceğini göstermektedir.
T-tipi çizgi; hareketli dalga; arıza yeri; TT dönüşümü
İletim hattı arıza yeri, güç sisteminde her zaman bir araştırma noktası olmuştur. Güç sistemlerinin sürekli gelişmesiyle birlikte, T şeklindeki iletim hatları, büyük iletim güçleri nedeniyle yüksek voltajlı iletim hatlarında giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. T tipi hatlar için arıza tespit algoritmaları üzerine yapılan araştırmalar da giderek daha fazla ilgi çekmiştir. T-tipi hatların arıza yeri esas olarak iki kategoriye ayrılır: arıza analizi yöntemi ve hareketli dalga yöntemi. Arıza analizi yöntemi, geçiş direnci gibi faktörlerin etkisine duyarlıdır ve mesafe ölçüm doğruluğu yüksek değildir, bu nedenle, yürüyen dalga yöntemi şu anda sıcak bir araştırma konusudur.
Şu anda, yerli ve yabancı bilim adamları, T-şekilli hatların yolculuk dalga mesafesi ölçümü için çeşitli arıza tespit yöntemleri önermişlerdir [1-2]. Literatür [2] ve Literatür [3], önce hata dallarını ayırt etmek için çift terminalli gezici dalga prensibini kullanır ve ardından doğru hata konumunu gerçekleştirir. Literatür [4], üç terminalli aralık formülünü türetmek için mevcut iki terminalli aralık formülünü kullanır, bu da dalga hızının arıza yeri belirleme işlemi sırasında değişen sonuç üzerindeki etkisini ortadan kaldırır. Literatür [3], dalga hızının konumlandırma sonucu üzerindeki etkisini ortadan kaldırır, ancak fay dalını dalga hızına göre değerlendirmek gerekir.
TT dönüşümü, son yıllarda ortaya çıkan bir zaman zaman analiz yöntemidir. TT dönüşümü, kısa süreli Fourier dönüşümü ve sürekli dalgacık dönüşümünün bir uzantısı olan S dönüşümünden türetilir. TT dönüşümü [5] ilk olarak 2003 yılında PINNEGAR CR ve arkadaşları tarafından önerilmiştir. Tek boyutlu zaman serilerinin iki boyutlu gerçek zamanlı temsilidir ve güçlü yerel zaman analizi yeteneklerine sahiptir.Şu anda, TT dönüşümü güç kalitesi tespitinde iyi sonuçlar elde etmiştir. Arıza teşhis analizlerine daha az uygulanır.
Bu makale, T şeklindeki hattın arıza dalını değerlendirmek için yeni bir kriter ve arıza yeri için yeni bir yöntem sunmaktadır. İlk olarak, T-tipi hattın arıza dalı, üç uçlu ölçüm verileri aracılığıyla değerlendirilir ve ardından faz modu dönüşümünden sonra arıza voltajı hareket dalgası, TT mod matrisini elde etmek için TT dönüşümüne tabi tutulur ve TT mod matrisinin köşegen elemanının genlik mutasyon noktası, yani hareket eden dalga tespit edilir. İlk dalga başının ölçüm noktasına ulaştığı kesin an. Bu yöntemin yalnızca hareket eden dalganın ilk dalga başının varış zamanını elde etmesi gerekir ve hareket eden dalga yansımasını dikkate alması gerekmez.T düğümünün yakınında bir arıza meydana geldiğinde arıza dalını doğru bir şekilde tanımlayabilir ve doğru arıza konumunu gerçekleştirebilir.
1 Arıza şubesi tanımlama ve aralığı
Şekil 1'de gösterildiği gibi, dal tanımlama yöntemini göstermek için örnek olarak PT bölümünde bir tek fazlı kısa devre hatası meydana gelir. M noktasında tek fazlı bir topraklama kısa devre hatası meydana geldiğinde, iletim hattı bir arıza voltajı hareket dalgası oluşturur ve ışık hızına yakın bir hızda üç uca yayılır.
Hata dalı ayrımı aşağıdaki formülle hesaplanır:
Formülde, lij, iki ölçüm ucunun çizgi uzunluğu, ti, hareket eden dalganın ölçüm ucuna ulaşma zamanı ve v, hareket eden dalga hızıdır. Hata dalı için kriter şudur: dRTlRP ve dRSlRP ise, hata RP branşındadır; dRS ise > lRP ve dST < lSP, arıza SP branşındadır; dRT ise > lRP ve dSTlSP, arıza TP şubesinde.
Arıza kolu tanımlandıktan sonra mesafe ölçümü yapılır. Arıza RP dalında olduğunda, dRM = dRT + dRS / 2; arıza SP dalında olduğunda, dSM = (lRS-dRS) + dST / 2; arıza TP dalında olduğunda, dTM = (lRT-dRT) + ( lST-dST) / 2.
2TT dönüşümü, hareket eden dalganın ilk dalga başının varış zamanını algılar
2.1 TT dönüşümü ve köşegen eleman analizi
Sinyalin S dönüşümü şu şekilde tanımlanır:
S dönüşümünün pencere işlevi şu şekilde tanımlanır:
TT dönüşümü elde etmek için S dönüşümünde ters Fourier dönüşümü gerçekleştirin:
TT dönüşümünün köşegen öğeleri şu şekilde tanımlanır [6]:
Formülde, F-1 ters Fourier dönüşümüdür, H (f) sinyalin h (t) Fourier dönüşümüdür; G (f) integral dönüşümü ile elde edilebilir:
Pk (1) bir sabit olduğunda, k = t, p1 (1) -0.02199, p3 (1) -0.00679, p5 (1) -0.00405.
Denklem (8), G (f) 'nin | f | ile doğru orantılı olduğunu gösterir. | F | ne kadar büyükse, G (f) ne kadar büyükse, diyagonal eleman değeri o kadar büyük olur. Bu nedenle, t = olduğunda, sinyalin yüksek frekansı Parça, düşük frekans kısmından daha yüksek bir genliğe sahiptir. İletim hattının kısa devre hatası, yüksek frekanslı bileşenler üretecektir, bu nedenle TT dönüşümü, hareket eden dalganın ilk dalga başının varış zamanını doğru bir şekilde bulmak için kullanılabilir.
2.2 Fay hareket eden dalganın ilk dalga başının varış zamanının tespiti
Bu kağıt, ölçüm olarak üç uçlu arıza voltajı seyahat dalgasını seçer. İlk olarak, üç terminalli veriyolunun arıza voltajı hareket dalgası, arızadan önce ve sonra kesilir ve ardından onu ayırmak için Clark dönüşümü kullanılır ve arıza yeri araştırması için ayrıştırılmış -modu voltaj bileşeni seçilir.
T şeklindeki hattın herhangi bir yerinde bir kısa devre arızası meydana geldiğinde, hat üzerinde bir arıza hareket dalgası üretilecektir. TT modu matrisini elde etmek için modunun voltaj bileşeni üzerinde TT dönüşümü gerçekleştirilir ve mod matrisinin köşegen dizisi çıkarılır. Diyagonal dizide modülün maksimum değerine karşılık gelen örnekleme momenti, arıza gerilimi hareket eden dalganın ilk dalgasının ölçüm noktasına ulaştığı andır.
İletim hattında bir yerde tek fazlı bir kısa devre arızasının meydana geldiğini varsayarsak, Clark, Şekil 2'de gösterildiği gibi arızadan önce ve sonra -modu gerilim dalga biçimini elde etmek için arıza gerilimini dönüştürür.
Şekil 2'den -mod bileşeninin büyük dalgalanmalara sahip olduğu görülebilir, ancak kesin zaman belirsizdir. Şekil 2'de hareket eden dalga üzerinde TT dönüşümü gerçekleştirin ve hareket eden dalganın başının kesin varış zamanını belirlemek için TT dönüşümünün köşegen elemanlarını çıkarın. Şekil 3, çapraz elemanlar-zaman çizelgesinden oluşan bir dizidir.
Maksimum modüle karşılık gelen örnekleme momentinin 176 örnekleme noktası olduğu Şekil 3'ten görülebilmektedir. Bu nedenle, TT dönüşümünün diyagonal eleman dizisindeki maksimum modüle karşılık gelen zaman, hareket eden dalganın başının varış süresidir. Çok sayıda simülasyon sonucu, bu yöntemin hareket eden dalganın başının varış zamanını doğru bir şekilde tespit edebildiğini kanıtlamaktadır.
3 Simülasyon analizi
Yöntemin etkinliğini doğrulamak için tek devreli bir T-tipi hat simüle edildi. Çizgi modeli Şekil 1'de gösterilmektedir. LRP, lSP ve lTP hat uzunlukları sırasıyla 100 km, 150 km ve 200 km'dir. Hattın pozitif sekans ve sıfır sekans parametreleri r1 = 0.01273 / km, L1 = 0.9337 mH / km, C1 = 0.01274 F / km; r0 = 0.3864 / km, L0 = 4.1264 mH / km, C0 = 0,00775 F / km. Sistemin üç terminalli güç kaynağının E · R, E · S, E · T elektromotor kuvveti 500 kV ve başlangıç faz açıları sırasıyla 0 °, 30 ° ve 60 ° 'dir. Sinyal simülasyonunun örnekleme frekansı 1 MHz'dir Hat parametrelerine göre dalga hızı v = 289950 km / s'dir.
Simülasyon örneği 1: Hattın TP bölümünde T ucundan 100 km mesafede t = 0,035 s'de bir faz kısa devre hatası oluşur ve hem topraklama direnci hem de geçiş direnci 50 'dur. Gerçek uygulama dikkate alınarak her bir voltaj sinyali 40 db Gauss'a eklenir. Beyaz Gürültü. Şekil 4 (a), (b), (c), Şekil 5 (a), (b), (c) 'de gösterilen TT dönüşümünden sonra sırasıyla R, S ve T ölçüm terminallerinde ölçülen arıza voltajı hareket dalgalarıdır. Gezici dalganın ilk dalga başının üç uca ulaşması için örnekleme süresinin 693, 866 ve 348 örnekleme noktası, yani tR = 0.000693 s, tS = 0.000866 s, tT = 0.000348 s ve ikame formülü (1) olduğu ölçülebilir. 2), (3), dRS = 99.9193 km, dRT = 225.0971 km, dST = 225.0164 km. TP arıza karar koşulu karşılanır ve TP şubesi hatalı olarak değerlendirilir. Yukarıdaki değişen formülden, dTM = 99.9432 km, 56 m'lik bir hata ile.
Simülasyon örneği 2: P düğüm hatası. RP branşmanının R ucundan 99,5 km uzakta olduğunu varsayarsak, t = 0,035 s'de bir faz A kısa devre hatası oluşur, topraklama direnci 200 ve geçiş direnci 50 'dur. Aynı şekilde, hareketli dalganın başının üç uca ulaşma süresi sırasıyla 346, 523 ve 695 örnekleme noktasıdır, yani tR = 0.000346 s, tS = 0.000523 s ve tT = 0.000695 s.Yedek formüller (1) ve (2). ), (3), dRS = 99.3394 km, dRT = 99.4037 km, dST = 150.0643 km. RP şubesi hatası karar koşulu karşılanır ve RP şubesi hatalı olarak değerlendirilir. Yukarıdaki değişen formülden, dRM = 99.3716 km, 128 m'lik bir hata ile. Bu yöntem, geleneksel eksikliklerin üstesinden gelir.Arızalı şubeyi doğru bir şekilde tanımlayabilir ve P düğümünün 0,5 km içindeki arıza yerini belirleyebilir. Aralık için ölü bölge yoktur ve aralık doğruluğu yüksektir.
Tablo 1, 40 db Gauss beyaz gürültünün girişimi altında çeşitli arızalar meydana geldiğinde bu yöntemin değişen sonuçlarını listelemektedir. Tablo 1'den görülebileceği gibi, bu yazıda yer alan yöntem T şeklindeki çizginin her bir kolunun aralığı içindeki mesafeyi ölçebilir ve mesafe ölçüm doğruluğu çok yüksektir.
Tablo 2, hata noktasının TP branşında olduğu varsayılarak, bu makalenin farklı geçiş dirençleri altındaki mesafe ölçüm sonuçlarını listelemektedir. Tablo 2'den görülebileceği gibi, bu yazıda yer alan yöntemin temelde geçiş direncinden etkilenmediği, geçiş direnci çok büyük olduğunda yüksek ölçüm doğruluğuna ulaşılabilmektedir.
4. Sonuç
Hareket eden dalga mesafesi ölçümüne dayanan bu makale, T şeklindeki hatların arıza konumunu inceler ve dal ayrımı için yeni bir kriter ve yeni bir arıza konumu yöntemi önerir.TT dönüşümünün köşegen eleman dizisinin spektral analizi yoluyla, doğru Hareket eden dalga kafasının ölçüm ucuna ulaştığı anı yakalayın. Ve T düğümünün yakınındaki kısa devre arızası incelenmiştir.Geleneksel yöntem, T düğümünün yakınında arıza meydana geldiğinde arıza dalını doğru bir şekilde ayırt edemez.Bu makaledeki yöntem, arıza dalını doğru bir şekilde ayırt edebilir. MATLAB simülasyon sonuçları, bu yazıda yöntemin etkinliğini gösterir ve hata tipinden, hata mesafesinden ve geçiş direncinden etkilenmez, belirli bir parazit önleme özelliğine sahiptir ve belirli bir pratik uygulama değerine sahiptir.
Referanslar
[1] Li Chuanbing, Tan Boxue, Gao Peng, et al. D-tipi hareketli dalga prensibine dayalı T-bağlantı hattı arıza yeri yöntemi J. Güç Sistemi Koruma ve Kontrol, 2013, 41 (18): 78-82.
[2] Zhang Feng, Liang Jun, Du Tao ve diğerleri. T şeklindeki hatlar traveling J için yeni hareketli dalga doğru hata bulma yöntemi. Yüksek Gerilim Teknolojisi, 2009, 35 (3): 527-532.
[3] Guo Liang, Lv Feipeng T-şekilli doğrunun J hareket eden dalga mesafesi ölçüm prensibi ve algoritması. Güç Sistemi Koruma ve Kontrolü, 2010, 38 (23): 64-67, 74.
[4] Zhang Yongjian, Xu Jie, Sun Jia Statik dalgacık dönüşümüne dayalı T-tipi iletim hatları için seyahat dalgası mesafesi ölçüm yöntemi J Power Power System Technology, 2012, 36 (6): 84-88.
[5] PINNEGAR C R, MANSINHA L. Bir zaman-zaman analizi yöntemi: TTtransform J. Digital Signal Processing, 2003, 13 (4): 588-603.
6 STOCKWELL R G, MANSINHA L, LOWE R P. Karmaşık spektrumun konumu: S dönüşümü J. Sinyal İşleme IEEE İşlemleri, 1996,44 (4): 998-1001.
AET üyeleri için yıl sonu avantajları!
