故障行波理论及其应用

本书从基本的电磁波现象入手，概括性地介绍了均匀传输线导行电磁波，然后系统性地介绍了故障行波，研究了故障行波的互感器和电缆传变特性，给出了故障行波的二进小波变换模极大值表示。在此基础上，介绍了行波方向保护、行波差动保护、直流线路行波保护，行波测距、行波选线以及暂态故障行波测试系统。本书适合于电气工程学科本科高年级学生、研究生和从事电力系统继电保护研究、生产制造和现场运维的科学技术人员。

序一
序二
序三
前言
第1章绪论
1.1电力系统及故障
1.2电力系统故障分析
1.2.1基尔霍夫定律
1.2.2节点电压法和回路电流法
1.2.3对称分量法
1.2.4拉氏变换法
1.2.5现有电力系统故障分析的不足
1.3传统继电保护和故障检测技术所面临的挑战
1.3.1输电线路分相电流差动保护
1.3.2柔性直流电网保护
1.3.3中性点非有效接地系统配电线路单相接地保护
1.3.4电力线路故障测距技术
第2章电磁波基础
2.1时变电磁场
2.1.1麦克斯韦方程组
2.1.2坡印亭定理
2.2波动方程及其达朗贝尔解
2.2.1电磁场的波动方程
2.2.2动态位
2.2.3波动方程的达朗贝尔解
2.3平面电磁波
2.3.1理想介质中的均匀平面波
2.3.2导电媒质中的均匀平面波
2.3.3电磁波在不同媒质分界面的折反射
2.4均匀传输线中的导行电磁波
2.4.1均匀传输线的基本方程
2.4.2均匀传输线方程的正弦稳态解
2.4.3均匀传输线的等效电路和工作状态
2.5平行多导体线路中的导行电磁波
2.5.1平行多导体线路的波动方程
2.5.2平行多导体线路的相模变换64
2.5.3平行多导体线路模量上的波阻抗和波速度
第3章故障行波理论
3.1单相均匀无损线中的故障行波
3.1.1故障行波的产生
3.1.2单根导体线路的波动方程
3.2三相输电线路中的故障行波
3.2.1相模变换
3.2.2复合模量网络
3.3工频下的行波现象
3.3.1行波分解
3.3.2工频行波的折反射现象
3.4故障行波求解问题研究现状
3.5不考虑参数依频特性的故障行波的暂态解
3.5.1网格法求解故障行波的基本思想
3.5.2故障行波源分析
3.5.3不同行波源模量上的初始行波
3.5.4电力网络的表示方法
3.5.5行波在各节点处的折反射
3.5.6故障行波解析计算方法——FD法
3.6考虑参数依频特性的故障行波暂态解
3.6.1平行多导体线路波动方程的复频域解
3.6.2依频特性下行波的拟合函数的选择
3.6.3畸变系数和衰减系数的获取
3.7故障稳态计算
3.8故障行波暂态解的计算机实现
3.8.1电力网络的表示与存储
3.8.2故障后的网络变化
3.8.3行波传播途径的生成方法
3.8.4故障行波的计算
3.8.5算例分析
3.9瞬时无功理论及故障方向特征
3.9.1瞬时无功理论概述
3.9.2基于Hilbert变换的瞬时无功定义
3.9.3Hilbert变换下的无功功率的故障方向特征
3.10故障行波的故障相特征121
第4章小波变换及其在故障行波分析与检测中的应用
4.1基本概念
4.1.1小波分析的发展史及应用概况
4.1.2信号的时频局部化表示
4.1.3连续小波变换
4.1.4小波变换的时频局部化性能
4.1.5两类重要的小波变换
4.1.6信号的小波表示
4.2离散小波变换
4.2.1离散小波与离散小波变换
4.2.2多分辨分析与尺度函数
4.2.3Mallat算法
4.2.4R小波的系数特点
4.2.5离散小波变换的应用
4.3二进小波变换及信号的奇异性检测
4.3.1二进小波及二进小波变换
4.3.2基于B样条的二进小波函数与尺度函数
4.3.3二进小波变换的分解与重构算法
4.3.4信号的小波变换模极大值表示及奇异性检测理论
4.3.5利用小波变换模极大值重构原信号
4.3.6二进小波变换的应用
4.4故障行波的小波表示
4.4.1引言
4.4.2行波的故障特征
4.4.3各种行波的小波变换模极大值表示
4.4.4电压行波、电流行波和方向行波的比较145
第5章互感器和二次电缆的故障行波传变特性
5.1电流互感器模型及其动态传变特性
5.1.1电流互感器的工作原理及其电磁暂态模型
5.1.2电流互感器的工频传变特性
5.1.3电流互感器的暂态行波传变特性
5.2电压互感器模型及其动态传变特性
5.2.1电压互感器的工作原理及其电磁暂态模型
5.2.2电容分压式电压互感器的工频传变特性
5.2.3简化模型下的电容式电压互感器的暂态行波传变特性
5.2.4详细模型下的电容式电压互感器的暂态行波传变特性
5.3二次电缆的故障行波传输特性
5.3.1二次侧电缆集中参数模型与分布参数模型等效性分析
5.3.2二次侧电缆等效建模
5.4二次电流传输通道的行波传输特性
5.4.1二次电流回路联合建模
5.4.2二次侧回路传变特性分析185
第6章输电线路纵联行波方向保护
6.1波阻抗继电器
6.1.1波阻抗继电器的基本原理
6.1.2波阻抗继电器的算法研究
6.1.3利用波阻抗继电器构成纵联方向保护
6.2统一行波方向继电器
……