小电流接地系统单相接地故障选线方法分析研究

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1、毕业论文小电流接地系统单相接地故障选线方法的分析研究摘要故障定位是配电自动化的重要功能之一，由于单相接地故障是配电网中最常见的故障，研究单相接地故障定位方法对于减小停电范围、缩短停电时间及提高供电可靠性具有重要意义。我国中低压配电网一般都采用中性点非直接接地方式，即中性点不接地或者经消弧线圈接地方式，单相接地故障时故障定位面临的主要困难是：工频故障电流微弱与电弧不稳定，为此本文分析了小电流接地系统发生单相接地故障时电气量中暂态分量的特性，利用现有配电网自动化系统的设备条件，着重解决单相接地故障定位中的故障区段定位和故

2、障点定位两个问题，本文的主要研究工作如下：1．针对故障区段定位问题，提出一种综合区段定位方法。该方法综合了两种具体的区段定位方法：基于特征频带的暂态零序电流方向比较法和零序电流有功分量幅值比较法，前者提取首容性频带内暂态零序电流分量用于电流流向比较，适用于中性点经消弧线圈接地系统的强故障与中性点不接地系统的所有故障；后者通过比较各个检测点处零序电流有功分量大小选择故障区段，适用于中性点经消弧线圈接地系统发生弱故障的情况。综合区段定位方法适合于各种故障类型，具有很高的灵敏度和准确性。2．针对故障点定位问题，提出一种参数

3、辨识法。该方法采用集中参数的配网模型，在此模型基础上建立了单相接地故障的故障点定位时域方程，并利用暂态时域信息通过最小二乘优化算法来辨识出故障点位置。该方法更充分地利用了单相接地故障时的暂态故障信息。3．最后，提出了利用现有的配电自动化系统设备解决故障定位的实现方案：首先利用综合区段定位方法进行故障区段定位，然后在故障区段内应用参数辨识法进行故障点定位。4．仿真结果验证了以上方法的有效性和方案的可实现性。关键词：中性点非直接接地系统；小电流接地系统；故障区段定位；故障点定位；参数辨识论文类型：应用研究目录1绪论11.

4、1课题背景及研究意义11.1.1单相接地故障的危害及其研究意义11.1.2配电自动化现状及其处理模式21.2单相接地故障定位的研究现状分析31.2.1监测定位法41.2.2故障分析法51.2.3信号注入法71.3本文的主要研究工作82小电流接地系统单相接地故障的特性分析92.1引言92.2故障零序电流分量分析92.2.1单相接地故障时稳态零序电流分量特征92.2.2零序电流暂态分量分析112.3区段的暂态零序电流特性分析162.3.1配电系统的结构162.3.2区段定位中的特征频带概念172.3.3特征频带上下限的确

5、定192.3.4特征频带内暂态零序电流的分布特点213配电网中故障区段定位的综合区段定位方法233.1基于暂态零序特征电流分量方向的方法233.1.1暂态零序电流的分布特点233.1.2基本原理233.1.3故障区段判别方法243.1.4实现算法263.1.5算法评价与适用条件263.2零序电流有功分量幅值比较的方法273.2.1算法原理273.2.2有功分量幅值算法实现273.2.3故障区段具体判别方法273.2.4算法评价及适用条件283.3综合区段定位方法的实现283.4EMTP仿真研究293.4.1EMTP仿

6、真模型的建立293.4.2仿真实验及分析313.5小结354配电网中故障点定位的参数辨识法364.1引言364.2参数辨识的理论基础364.2.1参数辨识的基本概念364.2.2最小二乘优化算法的基本原理374.3故障点定位的参数辨识法384.3.1算法方程384.3.2该算法在测距中应用的分析404.3.3算法中使用的数学方法414.4EMTP仿真研究434.4.1仿真系统及参数434.4.2仿真条件434.4.3EMTP仿真理论分析和验算……………………………………………………444.4.4仿真实验结果及分析44

7、4.5本章小结…………………………………………………………………………..465利用配电自动化系统实现故障定位的总体方案475.1实现故障定位的技术基础475.2单相接地故障点定位总体方案的流程485.2.1启动模块和永久性故障判断模块485.2.2故障相判别模块485.2.3总体方案的基本流程495.3故障定位总体方案的例证506结论54致谢55参考文献561绪论本章简单地介绍了配电自动化的基本内容，结合我国配电网的特点介绍配电网单相接地故障定位的研究内容和研究意义，最后在全面介绍国内外单相接地故障定位方法研究现状

8、的基础上提出本文要做的研究工作。1.1课题背景及研究意义1.1.1单相接地故障的危害及其研究意义随着国民经济和电力工业的发展，我国城乡电网迫切需要实现配电自动化，以提高供电质量和可靠性。配电系统中发生机率最大的故障是单相接地故障。所以实现配电自动化的一个重要的研究课题，便是如何准确地检测并尽快消除单相接地故障。我国6～35kV电网大多数采用中性