UndergraduateLineWaveSimulationandDynamicSupervised HUANGXiao-SchoolofElectricPowerEngineeringNanjingInstituteofTechnologyMayVB波過程 ;仿真;行波的折射；行波的反射Powersystemtransmissionline,cable,bus,generatorsandtransformerswindingbelongtothecircuitelementswithdistributedparameters,WhethertheLightningortheswitchingovervoltage，thesecircuitsanddeviceswillbeproducedinthetransitionprocess.Natureofthedistributionparametersofthetransitionprocessispropagationofelectromagneticwaves,calledwaveprocess.Inpowersystem,weoftenencounterthefollowingsituations:Lineendswithadifferentlineimpedanceconnected,suchasanoverheadlineandcableconnected;Thenalumpedparametercircuitterminalimpedance.Inthesecases,whenthereiswavetransmissionlineandgettwodifferentimpedancepoints,orgetaconnectionlineconnectingnodeswithconcentratedparameterswilloccurwhenthereflectedwaveoff.Thepaperroughlyfinishedngsomeworkincludesysisofthewaveprocess,Somebasicknowledgeofcomputersimulationapplications,Theoryanddrawnwaveformsusingsimulationmodelsmakeconclusion.UseofVBprogrammingsoftwaretodothewavelinemadeintheprocessofdynamicpresentationdemo. process；; reflection;Visualbasic摘 目 1緒 1-1.1課題的研究背景：線路波過程仿真的概 1-1.2本文研究的主要內 2-2有關軟件的介 3-2.1有關的介 3-2.2的特 4-2.3MTALAB的電力系統元件 4-2.4有關的介 4-2.5的特 5-3有關仿真介 7-3.1仿真的定 7-3.2仿真的分 7-3.3仿真的發展歷 7-3.4仿真的方法步 8-3.5仿真的應用與效 8-3.6仿真的發展方 9-4有關線路波過程的分 -4.1仿真建模前的準備工 -4.2有關電力線路波過程的介 -4.3沖擊電暈對線路波過程的影 -4.4直角波作用下線路波過程建模仿 -4.5沖擊波對線路波過程的分 -5利用VB軟件制作行波折反射的動態演 -5.1關于VB軟件的簡單介 -5.2利用VB軟件編程前的學習過 -5.3利用VB軟件編寫該演示動畫的過 -6結 -致 -參考文 -附錄1外文資料翻 -A1.1一種避免波速度影響和以 壓輸電 的行波為基礎的新的故障位方法（譯文）..................................................-45A1.2ANewFaultLocationMethodAvoidingWaveSpeedandBasedonTravelingwavesforEHVTransmissionLine(原文）50課題的研究背景：線路波過程仿真的概R,線路絕緣子對地有泄漏電流，發生電暈時，有電暈損失，即電磁波20世紀初已得到應用。60術提供了先進的工具，加速了仿真技術的發展。利用計算機實現系統的仿真研究5050們開始利用數字計算機實現數字仿真。計算機仿真技術就向模擬計算機仿真和數字計算機仿真兩個方向發展。在模擬計算機仿真中增加邏輯控制和模擬功能之后，又出現了混合模擬計算機仿真，以及把混合模擬計算機和數字計算機聯合在一起的混合計算機仿真。在發展仿真技術的過程中已研制出大量仿真程序包和仿真語言。70年代后期，還研制成功的全數字并行仿真計算機。本文研究的主要內具體而言本文通過建立模型分析所建模型得出的各個測量點所形成的波形，結合書本所提到的理論知識和結論提出解決問題的研究方法。在進最終得出結論。本文在研究線路波過程的時候，自動忽略其它的一些有可能影響線路波過程仿真結果的自然因素，便于對線路波過程進行深入的研究。有關的介TheMathWorks公司在20世紀80年代向市推出一種數值型語言計算軟件，目前，該軟件已經發展成為適合多學科、多種工作平臺的功能強勁的大型軟件。是該公司在20世紀90年代推出的產品，利用它可在下建立系統框圖和仿真的環境。的PSB軟件（POWERSYSTEMBLOCK;PSB）含有豐富的電力系統元件模型，包括電力系統網絡元件、電機、電力電子器件、控制和測量環節以及三相元件庫等，再借助于其他模塊庫或工具箱，在環境下，可以進行電力系統的仿真計算，尤其可以實現復雜的控制方法仿真。語言計算軟件將計算過程建立在最基本的電路原理和微分方程求解的基礎設計和運行等各個方面的重要方法和，目前已開發的主要仿真方法有狀態變量法、節點分析法及修正節點分析法等。而這些方法已經用于開發不同的仿真軟件，如：EMTP、SPICE、NETOMAC、PSASP等。但每個仿真軟件都具有自己的優缺點，即有較其它軟件更更適合解決某一特定問題的特點，如：EMTPSPICE:具有很良好的開發性、高效的數據仿真分析，特別是信號處理和直觀的圖形顯示功能且/環境下的PSB模型庫及強大的二次開發功能和豐富的工具箱，能快速而準確地對電路及更復雜的電氣系統進行仿真、計算。因此，它已成為電力科研工作者和工程技術人員應用它來進行電力系統有關問題的仿真分析和輔助設計的理想工具。電力系統的暫態仿真已成為電力系統研究、規劃運行設計等各個方面不可缺少的工具.軟件及其中的電力系統模塊PSB有等值頻率高，持續時間短等特點，故與其他暫態過程的計算分析完全不同。對于線路波過程的計算，必須考慮線路的分布性特點，其計算分析是電力系統防雷保護措施確定的重要依據。故進行相關的仿真計算與分析，對各種因數的影響進行量化分析是十分重要的。的特點功能強大。包括數值計算和符號計算，計算和編程可視化，數學和文字統一處理，離線和皆可計算；界面友好，語言自然。以復數矩陣為計算單元，指令表達與標準開放性強。有很好的可擴充性，可以把它當作一種更高級的語言去使用，可容易地編寫各種通用或應用程序。正是由于的這些特點，使它獲得了對應用科學（特別是邊緣學科和交叉學科）的極強適應力，并很快成為應用學科計算機輔助分析設計，仿真，教學乃至科技文字處理不可缺少的基礎軟件，成為歐美高等院校，科研機構教學與MTALAB的電力系統元有關的介是最重要的組件之一，它提供一個動態系統建模、仿和綜合分析的集成環境。在該環境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作就可構造出復雜的系統具有適應面廣結構和流已被廣泛應用于控制理論和數字信號處理的復雜仿真和設計。同時有大量的第軟件和硬件可應用于或被要求應用于。是中一種可視化仿真工具，是一種基于的框圖設計環境，是實現動態系建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統、非線性系統、數字控制及數字信號處理的建模和仿真中可以用連續采樣時間離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統，也就是系統中的不同部分具有不同的采樣速率為了創建動態系統模型提供了個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI)，這個創建過程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統的仿真結果。®是用于動態系統和嵌入式系統的多領域仿真和基于模型的設計工具。對各種時變系統，包括通訊、控制、信號處理、處理和圖像處理系統，提供了交互式圖形化環境和可定制模塊庫來對其進行設計、仿真、執行和測試。構架在基礎之上的其他產品擴展了多領域建模功能，也提供了用于設計執行驗證和確認任務的相應工具與®緊密集成可以直接大量的工具來進行算法研發仿真的分析和可視化、批處理的創建、建模環境的定制以及信號參數和測試數據的定義。的特點：通過ModelExplorer導航、創建、配置、搜索模型中的任意信號、參數、：提供API使用Embedded?模塊在和嵌入式系統執行中調用Accelerator)來決定以解釋性的方式運行或以編譯C代碼的形式來運行模：能用圖形化的調試器和剖析器來檢查仿真結果，診斷設計的性能和異常：可從而對結果進行分析與可視化，定制建模環境，定義信：模型分析和診斷工具來保證模型的一致性，確定模型中的錯仿真的定義仿真的英文全稱是:Simulation利用模型復現實際系統中發生的本質過程，并通過對系統模型的實驗來研究存在的或設計中的系統，又稱模擬。這里所指的模型包括物理的和數學的，靜態的和動態的，連續的和離散的各種模型。所指的系統也很廣泛,包括電氣、機械、化工、水力、熱力等系統,也包括社會、經濟、生態、管理等系統。當所研究的系統造價昂貴、實驗的性大或需要很長的時間才能了解系統參數變化所引起的時，仿真是一種特別有效的研究。仿真的重要工具是計算機。仿真與數值計算、求解方法的區別在于它首先是一種實驗技術。仿真過程包括建立仿真模型和進行仿真實驗兩個主要步驟。仿真的分類仿真可以按不同原則分類：①按所用模型的類型（物理模型、數學模型、物理－數學模型分為物理仿真、計算機仿真（數學仿真、半實物仿真；②按所用計算機的類型（模擬計算機、數字計算機、混合計算機）分為模擬仿真、數字仿真和混合仿真；③按仿真對象中的信號流（連續的、離散的）分為連續系統仿真和離散系統仿真；④按仿真時間與實際時間的比例關系分為實時仿真（仿真時間標尺等于自然時間標尺（仿真時間標尺小于自然時間標尺和亞實時仿真（仿真時間標尺大于自然時間標尺；⑤按對象的性質分為宇宙飛船仿真、化工系統仿真、經濟系統仿真等。3.3真的發展歷20世紀初仿真技術已得到應用。例如在中建立水利模型，進行水利學60此計算機仿真在仿真技術中占有重要地位。50多數是在模擬計算機上進行的。50仿真技術的過程中已研制出大量仿真程序包和仿真語言。70仿真的方法步實現對電力系統的仿真和分析至少有二種獨立的方法：一種是傳統的但由于提供了用戶可以直接調用已有的性能數值計算如矩陣求差數值CFortran另一種是在平臺上進行仿真分析按建模方法分為器件級仿真（又稱為物理建模）和系統級仿真（又稱為數學建模）。其中器件級仿真是利用中PSB固有元件模型構建新元件的物理模型該方法一般適用于探討元件的內部性能；系統仿真是利用/中的控制模塊來構建新元件的數學模型，該方法是研究元件的外部特性。在/平臺上，借助于鼠標點擊和拖放以及一些必要的參數設置即可實現對電力系統的穩態和暫態分析，并可方便地研究各中先進的控制方法對電力系統的控制效果。應用進行電力系統仿真的主要步驟為：1系統模型的建立；2設置仿真參3（包括穩態分析和暫態仿真4仿真的應用與效仿真技術得以發展的主要原因，是它所帶來的巨大社會經濟效益。50和60年代仿要應用于航空航天電力化工以及其他工業過程控制等工程技術領域。在航空工業方面，采用仿真技術使大型客機的設計和研制周期縮短20％利用飛行仿真器在地面訓練不僅節省大量和經（其經費僅為空中飛行訓練的十分之一飛行仿真器上可以設置一些在空中訓練時無法設置的故障，培養應付故障的能力。訓練仿真器所特有的安全性也是仿真技術的一個重要優點。在航天工業方面，采用仿真實驗代替實彈試驗可使實彈試驗的次數減少80％。在電力工業方面采用仿真系統對核電站進行調試、和排除故障，一年即可收回建造仿真系統的成本。現代仿真技術不僅應用于傳統的工程領域，而且日益廣泛地應用于社會、經濟、生物等領域，如交通控制、城市規劃、資源利用、環境污染防治、生產管理、市場預測、世界經濟的分析和預測、人口控制等。對于社會經濟等系統，很難在真實的系統上進行實驗。因此，利用仿真技術來研究這些系統就具有更為重要的意義。仿真的發展方60計算機系統在70年代一度停滯不前，80年代以來又有發展的趨勢，由于小型機和微處理機的發展，以及采用流水線原理和并行運算等措施，數字仿真運算速度的提高有了新的突破例如利用超小型機VAX11-785和處理器AD-10聯合工作可對大型復雜的飛行系統進行實時仿真。在仿真軟件方面，除進一步發展交互式仿真語言和功能更強的仿真軟件系統外，另一個重要的趨勢是將仿真技術和人工智能結合起來，產生具有專家系統功能的仿真軟件。仿真模型、實驗系統的規模和復雜程度都在不斷地增長，對它們的有效性和置信度的研究仿真建模前的準備工1因此次課題所給任務書中標明所給線路型號為LGJ-15050kM《電氣工程畢業設計指南-電力系統分冊（第二版》第156頁附表4中選擇110kV電壓等級的LGJ-150/25可得電阻值r10.210kmx10.416km.第16

0.871F/100km。換算下來

8.71109Fkm，即CC1C0

x

1x的值帶入公式（1，得出LL1.324103HkmL即為線路單位長度導線的電感，即LL0。1在直角電壓波過程中在波前已過各點的電壓恒為U,導線和大地分別充得等量的正、負電荷，它們都從左向右，形成大小相等、方向相反的電流I。IC自導線流到大地，根據電流連續ICI，也就是說，它以電源、導線及大地為回路。該回路隨著電壓、電設在dt時段內波的距離為dx，該元段充得的電量為dqUC0dx，于是

IdqUC

式中：v為 的速度，vdx在波前處的dxI,相應的磁通增量為dIL0dx

dILdxIL

0 因為在波前已過的各點，導線上的電流恒為I,又因是無損耗單導線，所以該電感壓降就等于電源電壓U,dILv

IIC,將（2）代入式（4，消去式中的UIvdx

因為

8.71109F/km，

1.324103Hkm，根據公式（5）0v294m/0（2zUI

zz說明電壓波和電流波是同相位的。與電阻的區別在于，它是儲能元件，不消耗能量，且其大小與導線長度無關。根據公式（6）z

有關電力線路波過程的介導線電阻（包括集膚效應）沖擊電暈對線路波過程的影k通常以電暈效應直角波作用下線路波過程建模仿在電力系統中，常常會遇到這種情況，線路末端與另一個不同波阻抗的線路相連。比如一線與一電纜線相連；線路末端接有幾種參數阻抗（如電阻，電容，電感或者他們的組合）等。在這些情況下，當線有行波且得達到兩個不同波阻抗線路的連接點或到達連接有集中參數的節點時將會發生折射和反R取R390歐姆。情況。當線的行波到達節點時，參數發生突變，在該點必將發生波的折射和圖中的AZ1和Z2,限長直角波u、i沿z向A點，前行波功率為 ui1q，當前行波z z

1q 1到達節點A時，將有能量繼續向前，在z2上產生折射波u2q、i2q，相對應的

u

2qz

p，多余的能量（p- ）z 2q z2

須通過反射波u1f、i1f返回給電源，以此來使Ap1qp1f

uu1q1fuu 或 （u

u1qu1f

z 1z1

z2z（u1qu1fz1上的電壓u1z2上無反行波或者雖有反行波但尚未到達節點Au2u2q，因為A點只可能有一個電壓值，所以即有u1u2，即

i1所以A（8u

2z2

z12 z12

ui2q

z

將u2q代入公式（8） z2z1

z1 z

1 212 u1

z1z2

zz1 zz

u其 u

z上的折射電壓波

zz1

u2電壓波u1qu2i

z

i稱為電流折射系數 z2

z上的反行電壓波

與uu

z1

1 u1iz1u1i

iiz1折射系數恒為正值，這說明折射電壓波u2q總是和入射電壓波u1q是同極性的，當z20時u0z2時u2，因此0u2z20u1z2u1，因此1u1關 1z2u2、u1；i0i1其中US為線路初始端，Ur50km,式l?？伤愠鰪氖锥蔚侥┒怂玫臅r間為l5010m 3ss

0.17ms 294m/Ur圖分析，當經過一個的時間到達末端時將發生全反射，反射電壓波等于入射2倍，波再經過一個的時間回到首端位置后再次發生全反射反射電壓波等于負的入射電壓波，所以再經過一個0z20，首先根據上述所列公式可以求出u0、ui2i1其中US為線路初始端，Ur為線路末端，即接地端。當1q到達線路末端時，將發u2q反射波所到之處使電壓降為零，而電流上升一倍，這是因為那里的全部電場能都轉變為磁場能了。z1z2的兩條線路經過串聯電感L仿真圖如下其中z0和z1為匹配電阻，其阻值為線路的阻值，加入匹配電阻的原因是為了防止根據彼得遜法則，具有不同波阻抗的兩條線路相互連接，波阻抗為z1的線電壓波u1q向節點A，由上面所列公u2q

z

2 2u1q2

z1

i(zz)L

(1eT線路z2上的折射電壓波

z12 z12

u2qi2qz2 2u1q(1eT)u1q(1eTz1T z1z2

；

z1T為電路的時間常數；t0t ）按指數變化。u2q由強制分量u1q和自由分量u1qez1所組成，自由分量的衰度由電路時間常數T所決定根據電流連續性原則，則有

u1qu1f

1 1

2z通過這個推導出的公式可以解得線路z1上的反射電壓zz

1u1q 1u1qez1 z1由上式可得出結論，當t0時，u1fu1q,時間常數指數規律變化，當t

u(z2z1zfz 100103

12 12分析可知此時的 v

294m/

340.14s0.34ms的時間后經過串聯的電感，由上式中的反射電壓u1f的式子可以看出在t0ur1u1f0即最后ur1而對于us2,即看的就是經過L1后的折射波u2q,當t0u2q0，隨著t的不斷上升，波形按照指數變化遞增，最終當t時，u2q1折射電壓波u2q

e當t0

（du2q）du2q z1z2LL無限長直角波u1qz1投射到節點上并聯有電容Cz2仿真圖如下： CC

i

Cdu2q

2i2q

z1

(1eT

u2qi2qz2 2u1q(1eT)u1q(1eTz1Tz1z2z1z2

z1

z

從而可以把反射電壓波求出u1fu2qu1q 1u1q 1u1qeTz1 z1由式子可以看出，當t0u1fu1q律變化,當t

(z2z1)，下圖為 、us點的電壓波形1

z1

L ， 路z2上，折射電壓隨時間t按指數規律增長，當t0時，u2q0；當t時，u2qu1q。電容對u2q的最終穩態值沒有影響，因為在波前過去以后，折射電壓u2qdu2q

ue當t0

（du2q

du2q

這表明最大陡度取決于電容Cz1,z2無關，因為在t0時，電容C為短路z2。，沖擊波對線路波過程的分3直擊雷是指雷電直接建筑、樹木、大地、防雷裝置或，直接雷擊聲光并發，咄咄，老幼皆知；感應雷擊是悄悄發生，不容易被察覺，造成的嚴重直接雷擊與感應雷擊破壞的對象不同直擊雷主要擊壞放電通的建筑物輸電線路或擊死擊傷人畜等，感應雷主要破壞電子設備；而雷電波侵入是指雷電對線路和金屬管線的作用，雷電波可能沿著這些管線侵入屋內，危及人身安全或損壞設備。如輸電線路直接雷擊或發生感應雷，雷電波就會沿著輸電線侵入變電所或配電所，稱為雷電波侵入，如防范不力，輕者損壞電氣設備，重者可導致火災，及人身傷亡事故。此類事故在雷電事故中占相當大的比例，應引起足夠重視，下面我們來模擬沖擊波的線路波過程。仿真圖如下測量z1末端的仿真波形為測量了串聯電感兩側即url1和usl211的原因是下的等效電路圖仿真了z1末端的波形將電感Ll*1e2，取l從1到5將電容Cc*1e6，取c從1到5關于VB軟件的簡單介VisualBasic,VB，Windows題的實用小程序，VB何謂VisualBasic“Visual”指的是采用可視化的開發圖形用戶界的方法，一般不需要編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只要把需要的控件拖放到屏幕上的相應位置即可；“Basic”指的是BASIC語言，因為VB是在原有的BASIC語言的基礎上發展起來的，至今包含了數百條語句、函數及關鍵詞，其中很多和 WindowsGUI 有直接關系。專業人員可以用VisualBasic實現其它任何Windows編程語言的功能，而初學者只要掌握幾個就可以建立實用的應用程序。VBWindowsWindowsNT利用VB軟件編程前的學習過在老師的指導下，安裝完VisualBasic6.0的操作界面，該界面由標題欄，菜單欄 組成。其中還有屬性窗口，工條、時鐘、驅動器列表框、列表框、文件列表框、形狀、線條、圖像框、對中最主要的是Picture1.Line，是用于設置直線的，一般后面跟有兩個坐標，分別是兩個端點。與其相對應的是一個叫Picture1.Scale，是用于設置坐標系統的。后面利用VB軟件編寫該演示動畫的過2DimPrivateSubCommand1_Click()a0=8t=0Iflc=0Thenlc=1SelectCaselcCase1Timer1.Enabled=TrueCase2Timer2.Enabled=TrueCase3Timer3.Enabled=TrueEndSelectEndCommand1為圖中的開始按鈕，PrivateSubCommand1_Click()為點擊開始按鈕的事件過程；a0=8Taa就1，所以用時間t來代替動態演示中所表示的距離。代碼接下來就是用來選擇默認的讓Timer1時鐘執行，即表示第一張圖的動態演示過程。接下來要編輯Frame框架中的代碼PrivateSubOption1_Click()lc=1EndPrivateSubOption2_Click()lc=2EndPrivateSubOption3_Click()lc=3EndcaseTimer啟動Timer控件開始計時的意思是到了要計時的時間就執行PrivateSubTimer下列是Timer1在VB中的代碼PrivateSub （清除窗體上輸出的文字或線條t=t+Form1.Picture1.Scale0,2.1)-(50,- （設置坐標系統Ift<25ThenPicture1.Line(0,0)-(50,0)Picture1.Line0,1)-(t, Picture1.Line(t,0)-(t,ElseIfa1 （從此開始為折射和反射部分Picture1.Line(0,0)-(50,Picture1.Line0,1)-(25, Picture1.Line(25,0)-(25,Picture1.Line(50t,a)-(25, （向左的反射線路（橫Picture1.Line25,a)-(t, （向右的折射線路（橫Picture1.Line50t,1)-(50t, （向左的反射線路（豎Picture1.Linet,0)-(t, （向右的折射線路（豎 （a<1的情況Picture1.Line(0,0)-(50,Picture1.Line(0,1)-(25,Picture1.Line(25,a-1)-(25,Picture1.Line(50t,a1)-(25,a- （向左的反射線路（橫Picture1.Line25,a)-(t, （向右的折射線路（橫Picture1.Line(50t,0)-(50-t,a （向左的反射線路（豎Picture1.Linet,0)-(t, （向右的折射線路（豎EndIft>45ThenTimer1.Enabled=False （當t>45，時鐘停止運行）EndSub

下列是Timer2在VB中的代碼（此代碼是模擬電路中串聯電感的動態演示PrivateSub （清除窗體上輸出的文字或線條t=t+Form1.Picture2.Scale0,2.1)-(50, Ift<25ThenPicture2.Line(0,0)-(50,0)Picture2.Line0,1)-(t, Picture2.Line(t,0)-(t,1)Picture2.Line(0,0)-(50,Picture2.Line0,1)-(25, Picture2.Line(25,0)-(25,Fort10Tot25)Step （0到（t-25）0.2取a1a*1Exp(-t1 (a1表示(1eTa2=a*1Exp((-t10.2)/ (a20.2s后的a1Picture2.Line(tt1,a1)-(t-t10.2, (折射波的曲線部分a3=(a-12-a*Exp(-t1 （a3表示在t1（1）eTa4=(a-1)+(2-a)*Exp((-t1-0.2)/a0) （a40.2sa3）Picture2.Line50tt1,a31)-(50tt10.2,a41)(反射波與前行波的疊加)Picture2.Line(50-t,1)-(50-t,2)NextPicture2.Line(25,0)-(25,a4+1)EndIfIft>45ThenTimer2.Enabled=False （當t>45，時鐘停止運行）EndSub 下列是Timer3在VB中的代碼（此代碼是模擬電路中并聯電感的動態演示PrivateSub （清除窗體上輸出的文字或線條t=t+Form1.Picture3.Scale0,2.1)-(50, （設置坐標系統Ift<25Picture3.Line(0,0)-(50,Picture3.Line0,1)-(t, Picture3.Line(t,0)-(t,1)Picture3.Line(0,0)-(50,Picture3.Line0,1)-(25, Picture3.Line(25,0)-(25,Fort10Tot25)Step （0到（t-25）0.2取a1a*1Exp(-t1 (a1表示(1eTa2=a*(1-Exp((-t1-0.2)/a0)) (a2表示0.2s后的a1)Picture3.Line(t-t1,a1)-(t-t1-0.2,a2) Picture3.Line(50tt1,a1)-(50tt10.2a2)(前行波的疊加Picture3.Line(50-t,0)-(50-t,Picture3.Line(50tt1,a1-1)-(50-tt10.2,a2-1)（波形Picture3.Line(50-t,0)-(50-t,-1)Nextt1Picture3.Line(25,0)-(25,a1-1)EndIfIft45ThenTimer3.Enabled （當t>45，時鐘停止運行End （結束事件過程VB按照本次畢業設計的要求，我在導師的指導下學習了/軟件熟悉了仿真模塊和仿真建模的整個過程。結合書本上線路波過程的理論，將不同情況的行波過程利用工具建模仿真出來節省了大量的時間和成本，并大大提高了工作效率，并分析了在直角波或者沖擊波情況下線路串聯電感和并聯電容對線路分別帶來什么影響，也比較了在沖擊波情況下電感和電容的值對于波經過電感和電容時，對于折射波的幅值大小和陡度的影響。因為題目VB，在老師的指導下，學習了和本課題相關的一些控件，一些簡單的編程語句，通過本次對于通過VB特別感謝畢業設計課題組的其他同學對我工作的幫助周澤存，沈其工，方瑜.高電壓技術(第三版).中國電力.張志涌等編著.精通6.5版.航空航天大學.2005.2.電力自動化設備,2005,(04).薛山.基礎.：劉興杰,田建設,丁波,鄧鍵.應用進行電力系統分析和動態仿真[J].電力自動化設備.2004,3.王晶，翁等.電力系統的/仿真與應用[M].西安電子科技大學.2008,9.邱毓昌主編.高電壓工程[M].陜西：西安交通大學原著邱關源.修訂羅先覺.電路（第五版）[M].高等教育.BoZQ．Anew municationprotectiontechniquefortransmissionlines[J]．IEEETransonPowerDelivery，1998，13(4)：1073-1078．1A1.1一種避免波速度影響和以在壓輸電線的行波為基礎的波速的不確定性會給基于行波的故障定位帶來錯誤。避免波速影響的本故障定位方法是基于單端或者參數也頻率變。此，是擇范內的定值，不是真的價。在力系中，傳。Fig.1力系GPS波浪涌到達能以時間t1,t2,t3來衡量的NO.1,2,3總線。L1是斷裂線，L2是鄰線。2號總線是斷裂線的參考總號總線d233號總2號總 1號總圖.1輸電線路的示意t0)v=1

2d(t2t1)L222(t3t2 知道線路L1和2的長度，d的表達式只包含了3.11,2t（dd2ZiuZ2

注

U2Z為傳CCNO.2 NO.3LLNO.1d1 圖 2號總線上不帶變壓器的輸電線路假設線路L1上的波阻抗約等于L2L=L2Ze2展示了當有n個饋線在巴士2號時，波阻抗在2L是Z=C/(-1)i2/n2il2

n(n

因此，系數il2幾乎等于1時，有且只有2條饋線在2號總線。它表明行波從2號總線到L2的行進中沒有損失隨著n的增加，系數il2的減小，它意味著，最大電流值在直線L2上減小,與突然不連續可能變得不顯眼。但圖.3在21010

帶變壓器饋線的突然中斷相比較圖3（a）所示變得不顯眼了，在該圖中的折射波的行進，當n=1,2，?6從頂NO.2 NO.3LLNO.1d1 圖 2號總線上帶變壓器的輸電線路示LL相同的，即VLL

V的假A1.2ANewFaultLocationMethodAvoidingWaveSpeedandBasedonTravelingWavesforEHVTransmissionLine(原文)Theuncertaintyofwavespeedbringserrortofaultlocationbasedontravelingwaves．Thepresentfaultlocationmethodsavoidingwavespeedwerebasedonsingleordoubleterminaltravelingwaves．However．invalidationorgreaterrorwilloccurwhentheattenuatedwavescallnotbemeasuredafterre．fractionorreflection．Basedonthebasictheoryoffaultlocation，anewfaultlocationmethodavoidingwavespeedandtransmissionlineradianispresentedinthispaper．Bymeasuringthedifferenttimeparameterswhentheintialtravelingwavearrivesatthereferencebus，theoppositebusoffaultlineandtheoppositebusofvieinalline，thismethodeliminatestheinfluencecausedbywavespeedandradianoftransmissionlinesfromtheexpressionoffaultdistancewithuseofthetimeparameters．Thesimulationshowsthehighaccuracyandcredibilityofthemethod．IndexTermsfaultlocation，travelingwave，transmissionline，wavespeed.Withthequickdevelopmentofhighvoltagetransmissionnetworkinchina,moreandmoreattentionarepaidtotheirmaintenanceandthefaultlocation.Therapidandefficientfaultlocationcallprovideimportantbasisforfaultpointchecking,bothreducetheinputoflaborandmaterialresource，andtheeconomiclossescausedbyblackout．Travelingwavefaultlocationdevicesaredevelopedtohavehighreliabilityandaccuracy，however，theyarenotextremelyperfectcurrently．Furthermore，otherfactorsmayappearundercomplicatedenvironment，resultinginloweraccuracy.Thereforeitisnecessarytolookfornewmethods．Whenlocatingafault，wavespeedisofgreatconsequencefortheprecisioninafaultlocationmethodbasedontravelingwaves.．Theactualwaveneedisinfluencedbyseveralfactorsuchastheparametersoftransmissionlines，location，climateetc．，thereforeithasuncertaintyunderdifferentenvironment，whichresultsinerroroffaultlocation．Papers[4]，[5]providedfaultlocationmethodsavoidingwavespeedandbasedonsingleordoubleterminals．Theyusedthearrivingtimeparametersoftheinitialwavesurgeoffaultpoint，thereflectedwavesofthefaultpointandthatoftheoppositebus．Themethodisofsuperioritytheoretically..Howeverinvalidationorgreaterrorwilloccurwhentheattenuatedwavescannotbemeasuredafterrefractionorreflection．Inthepowersystem，thegivenlengthofatransmissionlinereferstothesumofdistancebetweentowerswithoutconsideringtheradianoftransmissionline，whichcanalsocauseerror．Therefore，itisapopularstudytolookfornewfaultlocationmethodsthatcankeepawayfromtheinfluenceoftheabovefactors．Basedonthegeneraltheoryoffaultlocation，anewfaultlocationmethodisolatedfromwaveandtransmissionlineradianispresentedinthispaper．Themethodjustneedstodetectthemomentswhentheinitialwavesurgearrivesatthereferencebus，theoppositebusoffaultlineandtheoppositebusofvicinallinewithoutanyrefractedorreflectedwavesThereforetheabruptdiscontinuityoftravelingwavesisnoticeable，anditiseasytosolvetheproblemofdetectingdifficultycausedbythesevereattenuationoftravelingwaves．Furthermore，duetothemeasurementofthethreetimeparameters。theeffectofmeasurementerrorisdiminishedbyaddingonetimeparametermore，comparedwithonlytwotimeparametersinconventionalsingleordoubleterminalmethods．Anditreducestheinfluenceoftheradianoftransmissionlinestoacertainextentsimultaneously．Intherealisticpowersystem，withthestrongcommunicationnetworksofpowersystemandthefaultinformationsystem，theremotesignaltransferandcomprehensiveprocessingoffaultinformationareeasytorealize，aplatformintheelectricalnetworksispreparedfortherealizationofthismethod．ValidationofthismethodisprovenbysimulationinEMTP(electrical-magnetictransientprogram)onatypicalpowersystem，andtheresultsshowthatthismethodhashighprecision，andcanbecarriedouteasilywithreliableresult，thatis。thetheoreticerroriswithin150m．1I．ProblemsPresentinConventionalFaultLocationThetwodirectfactorsinfluencingaccuracyoffaithlocationaretimeparametersandwavespeed．Wavespeedhasgreateffectontheprecisionofthefaultlocation，bothinsingleanddoubleterminalmethod．However．thevalueofwavespeedisrelatedtotheparametersoftransmissionlines，thereforeitisditierentwithdifferentlinestructureandenvironment．Besides．theparametersoftransmissionlinealsochangealongwithfrequency.Therefore，itissubjectivetochooseacertainvalueinarangeinsteadoftherealvalue．Inthepowersystem，thelengthofatransmissionlinejstheerrorwhenthetransmissionlinepassesbyriversormountains．Generally．theradianoftransmissionlinesmaybring1％error．Thereforeitisthetrendtolookingfornewfaultlocationmethodsavoidingtheinfluenceoftheabovefactors．Ⅲ．ANewFaultLocationMethodAvoidingWave·A．TheoreticalBasisfortheNewFig．1showstheinstaumentoftravelingwavefaithlocationdevicesbasedontheexactabeoluteclockofGPSinthesubstationsintherealistiepowersystem．ThemomentswhentheinitialtravelingwavesurgearrivesatbusNO．1，2，3canbemeasuredas￡I，t2，t3．Llisthefaultline，andisthevicinalline．BusN0．2isthereferencebusofthefaultline。busNO．1isthe0ppositebusthatisd．kmawayfrombusNO．1andd2kmawayfrombusNO．2．SupposethatthetravelingwavesurgetravelsalonglinesL1andL2withthesamewavespeed，namelyV1=V2=VWhenafaultoccursatto．thefaultlocationcouldbecalculatedasfollows:，ThedistancefromthefaultlocationtobusN0．pressedasKnowingthelengthoflines1，theexpressionofjustcontainsthethreetimeparameterswithoutwavespeed．Fig．1showsthattl，t2，t3representthetimeswhentravelingwavesurgearrivesatmeasurementbusesforthefirsttime，andtheabruptdiscontinuityoftravelingwavesisnoticeable，hencetheyhashighprecision．Givensimilarradianandspanoftransmissionlines，thelengthparametersinequation(1)areconsideredtobethegivenlengthinpowersystemwithamodifyingcoefficient．Whentheratioformisusedinthedeductionofd2，themodifyingcoefficientwillbeeliminated．Hencetherealdistanceisgivenbyequation，whicheliminatestheinfluenceoftheradianoftransmissionlinestoacertainextentsimultaneously．Furthermore，duetothemeasurementofthethreetimeparameters，theeffectofmeasurementerroriseliminatedbyaddingonetimeparametermore，comparedwithonlytwotimeparametersinconventionalsingleordoubleterminalPrecisionofthemethodmentionedinthepaperreliesontheaccurateidentificationofwavesurgewhentheyarriveatmeasurementterminals．MeasuringtimeparameteristI，t2，t3accuray t2becauseofthenoticeableabruptdiscontinuityatbusNO．1and2．However，thefaulttravelingwavesarriveatbusNO．3afterrefractionatbusNO．2．Hence，it’snecessarytostudyontherefractionoftravelingwavesatbusNO．2．·B．StudyonRefractionofTravelingWavesatNo．2Whentravelingwavestravelalongthetransmissionline，refractionandreflectionwillhappenwhensurgeimpedancechangesattransmissionlinebuses．CoefficientofrefractioniscalculatedasAccordingtotherealisticpowersystem，andtobesurethatnolessthanonetransmissionlineconnectingfrombusNO．2toNO．3．thefollowingsituationsareconsideredintheproblem．SeveralfeederssurvivedatbusAssumingthatwavesurgeimpedanceinlineLJisequaltothatinlineapproximay，namelyshowstheequivalentsurgeimpedanceatbusNO．2withrespecttothefaultlineisZ2=Z／(n—1)，whentherearefeedersatbusNO．2．ThentheretractionceoffcientatNO．2busisgiven：ai=2／n．Therefractioncoefficientwithrespecttothefaultline，asonefeederofNO．2Hence，thecoefficientisnearlyequaltolwhenthereareonly2feedersatNO．2bus．thenitindicatesthattravelingwavestravelfromNO．2bustolinewithoutloss．Withtheincreaseofabruptdiseontinuitymayeinconspicuous．However，thesimulationresultsshowthatabruptdiscontinuitystillcanbedetectedaccuraywhennincleasesto6.BothtransformerandseveralfeederssurvivedatbusZlZoistheequivalentpositivesequencethezerosequeneeimpedanceofthetransformerrespectivelyreferredtoFig．4．Thefaultcurrenttravehngwaveisakindoftransienthighfrequencysignal，andthefrequencyspectrummainlydistributesbetween10kHzand100kHz．Thefrequencyofincidentwave—fr