小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法的分析研究畢業(yè)設(shè)計(jì)說明.doc

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1、畢業(yè)論文小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法的分析研究摘要故障定位是配電自動(dòng)化的重要功能之一，由于單相接地故障是配電網(wǎng)中最常見的故障，研究單相接地故障定位方法對(duì)于減小停電圍、縮短停電時(shí)間及提高供電可靠性具有重要意義。我國(guó)中低壓配電網(wǎng)一般都采用中性點(diǎn)非直接接地方式，即中性點(diǎn)不接地或者經(jīng)消弧線圈接地方式，單相接地故障時(shí)故障定位面臨的主要困難是：工頻故障電流微弱與電弧不穩(wěn)定，為此本文分析了小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)電氣量中暫態(tài)分量的特性，利用現(xiàn)有配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備條件，著重解決單相接地故障定位中的故障區(qū)段定位和故障點(diǎn)定位兩

2、個(gè)問題，本文的主要研究工作如下：1．針對(duì)故障區(qū)段定位問題，提出一種綜合區(qū)段定位方法。該方法綜合了兩種具體的區(qū)段定位方法：基于特征頻帶的暫態(tài)零序電流方向比較法和零序電流有功分量幅值比較法，前者提取首容性頻帶暫態(tài)零序電流分量用于電流流向比較，適用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的強(qiáng)故障與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的所有故障；后者通過比較各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)處零序電流有功分量大小選擇故障區(qū)段，適用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生弱故障的情況。綜合區(qū)段定位方法適合于各種故障類型，具有很高的靈敏度和準(zhǔn)確性。2．針對(duì)故障點(diǎn)定位問題，提出一種參數(shù)辨識(shí)法。該方法采用集

3、中參數(shù)的配網(wǎng)模型，在此模型基礎(chǔ)上建立了單相接地故障的故障點(diǎn)定位時(shí)域方程，并利用暫態(tài)時(shí)域信息通過最小二乘優(yōu)化算法來(lái)辨識(shí)出故障點(diǎn)位置。該方法更充分地利用了單相接地故障時(shí)的暫態(tài)故障信息。3．最后，提出了利用現(xiàn)有的配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備解決故障定位的實(shí)現(xiàn)方案：首先利用綜合區(qū)段定位方法進(jìn)行故障區(qū)段定位，然后在故障區(qū)段應(yīng)用參數(shù)辨識(shí)法進(jìn)行故障點(diǎn)定位。4．仿真結(jié)果驗(yàn)證了以上方法的有效性和方案的可實(shí)現(xiàn)性。關(guān)鍵詞：中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)；小電流接地系統(tǒng)；故障區(qū)段定位；故障點(diǎn)定位；參數(shù)辨識(shí)論文類型：應(yīng)用研究目錄1緒論V1.1課題背景及研究意義V1.1.

4、1單相接地故障的危害及其研究意義V1.1.2配電自動(dòng)化現(xiàn)狀及其處理模式11.2單相接地故障定位的研究現(xiàn)狀分析21.2.1監(jiān)測(cè)定位法31.2.2故障分析法41.2.3信號(hào)注入法61.3本文的主要研究工作72小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的特性分析82.1引言82.2故障零序電流分量分析82.2.1單相接地故障時(shí)穩(wěn)態(tài)零序電流分量特征82.2.2零序電流暫態(tài)分量分析102.3區(qū)段的暫態(tài)零序電流特性分析152.3.1配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)152.3.2區(qū)段定位中的特征頻帶概念162.3.3特征頻帶上下限的確定182.3.4特征頻帶暫態(tài)零序電流的

5、分布特點(diǎn)203配電網(wǎng)中故障區(qū)段定位的綜合區(qū)段定位方法223.1基于暫態(tài)零序特征電流分量方向的方法223.1.1暫態(tài)零序電流的分布特點(diǎn)223.1.2基本原理223.1.3故障區(qū)段判別方法233.1.4實(shí)現(xiàn)算法253.1.5算法評(píng)價(jià)與適用條件253.2零序電流有功分量幅值比較的方法253.2.1算法原理263.2.2有功分量幅值算法實(shí)現(xiàn)263.2.3故障區(qū)段具體判別方法263.2.4算法評(píng)價(jià)及適用條件273.3綜合區(qū)段定位方法的實(shí)現(xiàn)273.4EMTP仿真研究283.4.1EMTP仿真模型的建立283.4.2仿真實(shí)驗(yàn)及分析303.

6、5小結(jié)344配電網(wǎng)中故障點(diǎn)定位的參數(shù)辨識(shí)法354.1引言354.2參數(shù)辨識(shí)的理論基礎(chǔ)354.2.1參數(shù)辨識(shí)的基本概念354.2.2最小二乘優(yōu)化算法的基本原理364.3故障點(diǎn)定位的參數(shù)辨識(shí)法364.3.1算法方程374.3.2該算法在測(cè)距中應(yīng)用的分析394.3.3算法中使用的數(shù)學(xué)方法404.4EMTP仿真研究424.4.1仿真系統(tǒng)及參數(shù)424.4.2仿真條件424.4.3EMTP仿真理論分析和驗(yàn)算……………………………………………………444.4.4仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析424.5本章小結(jié)………………………………………………………

7、…………………..465利用配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)故障定位的總體方案465.1實(shí)現(xiàn)故障定位的技術(shù)基礎(chǔ)465.2單相接地故障點(diǎn)定位總體方案的流程475.2.1啟動(dòng)模塊和永久性故障判斷模塊475.2.2故障相判別模塊475.2.3總體方案的基本流程485.3故障定位總體方案的例證486結(jié)論53致54參考文獻(xiàn)551緒論本章簡(jiǎn)單地介紹了配電自動(dòng)化的基本容，結(jié)合我國(guó)配電網(wǎng)的特點(diǎn)介紹配電網(wǎng)單相接地故障定位的研究容和研究意義，最后在全面介紹國(guó)外單相接地故障定位方法研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上提出本文要做的研究工作。1.1課題背景及研究意義1.1.1單相接

8、地故障的危害及其研究意義隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)迫切需要實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，以提高供電質(zhì)量和可靠性。配電系統(tǒng)中發(fā)生機(jī)率最大的故障是單相接地故障。所以實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的一個(gè)重要的研究課題，便是如何準(zhǔn)確地檢測(cè)并盡快消除單相接地故障。我國(guó)6～35kV電網(wǎng)大多數(shù)采用中性點(diǎn)不直接接地方式