文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
高压输电线路行波定位系统的设计与开发
姓名:叶睆
申请学位级别:硕士
专业:电力系统及其自动化
指导教师:张哲
20070205
摘要
随着我国电力事业的迅速发展,超高压输电线路在电网中的地位越来越重要,其
安全、经济运行具有重要的社会意义和经济意义。而超高压输电线路的工作环境又极
为恶劣,电力系统中多数故障均是发生于此,极难查找。因此,线路发生故障后迅速
而准确地找到故障点,不仅有利于及时修复线路和快速恢复供电,而且对整个电力系
统的安全稳定和经济运行都具有十分重要的意义和作用。
由于传统的稳态量故障定位方法容易受过渡电阻、短路类型等因素的影响,定位
精度不高,达不到电力系统运行部门的工程应用要求。随着计算机、通信及测量技术
在电力系统中的广泛应用和不断进步,近年来基于行波信号的输电线路故障定位方法
的研究成为继电保护领域最热门的课题之一。
基于行波的故障定位主要分为利用电流行波和电压行波。采用电流行波进行故障
定位需要测量变电站每条线路的电流信号,使定位系统的结构复杂,其工程适应性较
差,而且工程投资成本过高;而利用电压行波定位,则只需要测量变电站母线电压,
测量信号少,简化了故障定位系统,适应性强,也方便建立基于整个输电网的故障定
位系统。因而,基于电压行波信号的新型故障定位系统的研制具有重要的理论意义和
广阔的应用前景。
论文首先介绍了稳态和暂态故障定位方法的基本思想和原理,并对行波定位技术
的研究和应用现状及发展进行了分析和综述。在前人研究的基础上,通过仿真方法,
论证了基于 CVT 信号实现行波故障定位的可行性。针对行波定位技术的应用特点,
提出了基于小波的故障波头的检测方法以及波头检测实用化处理措施。
论文工作的重点放在了基于电压互感器二次信号的新型行波定位系统硬件和软
件的设计与开发上。论文阐述了行波定位系统硬件设计的基本原则和功能要求,提出
了一种基于 PCI 总线的 DSP+FPGA 的高速数据采集系统的实现方案。文中详细介绍了
硬件系统的基本结构、功能特点和实现原理。
下层机软件的设计与开发是新型行波定位系统研制工作的重要内容。论文工作主
要由 DSP 板、FPGA 芯片和 PC104 板三部分功能软件的实现组成。在软件设计中,
实现了通过 FPGA 完成高速数据采样、时标标示,DSP 板通过 EDMA 方式进行大容
量数据存储,以及通过 PCI 总线与 PC104 进行录波数据的快速传输等功能。论文系统
I
介绍了上述功能的编程实现方法。
故障定位软件及上层机管理软件是行波定位系统的核心和基础。在故障定位软件
开发中,结合现场的应用特点和要求,提出了自动定位与手动定位相结合的综合定位
实现方案,并在手动定位软件中配置了单端定位的功能,以满足运行现场的不同应用
需求。论文介绍了故障定位软件主要功能模块的实现原理和方法。上层机管理软件主
要完成对整个行波定位系统的运行管理,论文阐述了管理软件的设计原则和功能配置
特点,介绍了各个功能单元在 VC 开发中的编程实现以及如何通过 FTP 协议实现行波
录波数据传输的方法。
论文最后对全文进行了总结,并对下一步的工作进行了展望。

关键词:故障定位行波电容式电压互感器(CVT) 小波变换高速数据采集
软件开发

II
ABSTRACT
With quick developments of power system in our country, EHV power lines take a
lead role in power system more and more. Safety and economical running of them have
important economic and social senses. Because of the bad working environment of power
lines, the faults often happen and are found difficultly. Therefore, quick and correct finding
of fault location not only can eliminate fault and recover electricity quickly, but also play an
important role in the whole power system with safety, stabilization and economical run.