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利用暂态电流行波的输电线路故障测距研究
现代电力系统中，输电线路的可靠性是至关重要的。故障的发生不仅会给电网带来严重的经济损失，还会对人们的生命财产造成威胁。因此，快速准确地检测和定位故障是保障电力系统安全稳定运行的必要手段之一。本文将就“利用暂态电流行波的输电线路故障测距研究”进行探讨。
一、背景
电力输配电系统中，暂态电流行波（TBR）是一种特殊的电磁波现象。例如，在输电线路故障时，电流行波会在故障点产生并沿线传播到每台巨型变压器，变异过程的非周期性行为是体现出TBR在电网中的重要作用。此外，TBR对设备和管线的生命是有害的，它们能激起高能雷击波，引发设备闪现或崩溃故障，严重威胁安排供电的连续性。
二、输电线路故障测距原理
1、基本原理
电力系统的大多数故障都是由于电气的短路，接地或电弧故障引起的。当发生故障时，电路的电阻值an变化，产生的暂态电流行波信号将沿着电力系统的传输线路传播。这个过程从故障位置开始，一端产生的TBR由于受到线路的重阻抗边界限制已经波形发生很大变化，传输到另外一端时已经难以区分。因此，在检测TBR的峰值或时间到达可能不适用于TBR故障测距。此外，传统的TBR测距技术主要是围绕反跳故障处理的，需要对传输线路进行分割调谐，方法和技术水平十分有限。
现代TBR故障测量技术是通过将TBR信号分进行分析，然后在测量点上进行数据重构，得到更准确的故障测距。
2、测距方法
（1）基于小波变换的测距方法
小波变换是目前应用比较广泛的一种数学工具，它能将复杂的信号变换成不同频率成分的组合，具有时频分析能力。基于小波分析的TBR故障测距方法可分为离散小波变换，小波包变换以及小波移动变换三类。
在离散小波变换中，对输入信号进行N阶分解，直到达到预设停止条件或达到宽带分析所能分析的最低频率时停止分解。接着观察分解形成的WPT信息融合方案，得出故障点距离的预估大概。这种方法可根据小波分解的层数进一步提高分解的精度。
小波包变换主要是通过将输入信号分解成几组高频成分，然后对各个成分进行处理，计算出离散小波变换的各个参数，再通过求解不同小波包在频域和反映强度中的相关程度，推断故障位置。
小波移动变换通过引入滑动窗口原理，能够实现快速分析短距离故障距离，但对于分辨率较高的长距离故障测距工作，该方法存在一定的局限性。
（2）基于神经网络的测距方法
基于神经网络的TBR故障测距方法是目前研究领域的热点之一。该方法主要通过将TBR信号的特征量作为输入向量，并在训练好的神经网络模型中，将向量和常数矩阵进行计算，最终得到故障距离的估计值。在这个过程中，神经网络需要通过大量样本训练，才能得到较好的拟合结果。
基于神经网络的TBR故障测距方法具有工作范围广，测量精度高等优点，因此引起了类很多学者的关注。
三、结论
总的来说，利用暂态电流行波的输电线路故障测距是电力系统中一个具有广阔前景的研究课题。传统的TBR测距技术主要是围绕反跳故障处理的，需要对传输线路进行分割调谐，因此仅适用于少量样本的测距，另外缺乏有效的处理措施也是该方法的局限。
现代TBR故障测距技术则通过引入小波变换和神经网络等计算方法，能够有效提高故障测距的精度和范围。但在应用前需要优化算法模型，逐步建立初步模型并加以改进，以为实际物理环境中的TBR信号提供准确的测距数据，是未来研究的重点。同时，还需要加大对该领域应用，给出一些符合电网规律的实验数据进行分析。