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配电网单相接地故障选线方法的研究

作　者: 孙霞
导　师: 周莉
学　校: 安徽理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 小电流接地系统小波包分析相频特性单相接地故障暂态信号
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

电力系统中性点的接地方式对于电网的运行至关重要。目前主要的接地方式有中性点不接地、中性点直接接地、中性点经电阻接地、中性点经消弧线圈接地。我国中、低压配电网中性点大多数采用小电流接地方式,即中性点不接地、经高电阻接地或者经消弧线圈接地。在配电网中,单相接地故障率最高,尽快选出故障线路,对于系统的正常运行具有重要意义。通过对配电网单相接地故障暂态过程的深入分析得知:线路存在串联谐振过程和并联谐振过程,线路发生谐振时,故障线路的阻抗时而呈容性,时而呈感性,其特性受系统出线数、各线路长度等因素的影响较大,此时故障线路零序电流与所有非故障线路零序电流关系较为复杂。在理论研究和比较分析的基础上,本文提出:剔除线路发生谐振状态的频段,利用小波包良好的分频特性,以适当带宽对故障后线路的暂态零序电流进行分解,得到其在不同频带下的输出。然后,按照能量最大的观点确定线路故障特征最明显的频带。根据故障线路暂态电容电流的极性与非故障线路不同的原理,当各条线路特征频带一致时,通过比较各线路暂态零序电流在该频带下小波包分解结果的极性来实现故障选线;当各条线路特征频带不一致时,依次选取各线路的特征频带,比较各线路零序电流在此频带下模极值的大小和极性,最后综合各频带的比较结果来实现故障选线。但是,如果故障发生在相电压过零点附近,暂态过程不明显,则在低频段下对各线路的零序电流进行小波重构,通过比较重构后的信号来实现选线。大量仿真实验的结果表明:本文提出的选线方法受故障点位置、故障时刻、过渡电阻等因素影响较小,具有可靠性高、抗干扰能力强的特点,适用于中性点不接地和经消弧线圈接地的配电网。该方法具有重要的理论意义和一定的实用价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-14
引言  14-16
1 绪论  16-25
  1.1 国内外研究状况  16-17
    1.1.1 国内外发展状况回顾  16
    1.1.2 国内研究现状  16-17
  1.2 各种选线原理的分析  17-23
    1.2.1 基于稳态分量的选线方法  17-20
    1.2.2 基于暂态分量的选线方法  20-21
    1.2.3 基于注入信号的选线方法  21-22
    1.2.4 综合法  22-23
  1.3 论文的主要工作  23-25
2 小电流接地系统单相接地故障过程分析  25-48
  2.1 小电流接地系统单相接地故障时的稳态过程  25-31
    2.1.1 中性点不接地系统单相接地故障的稳态分析  25-29
    2.1.2 经消弧线圈接地系统单相接地故障的稳态分析  29-31
  2.2 小电流接地系统单相接地故障时的暂态过程  31-39
    2.2.1 等值回路  32
    2.2.2 暂态电容电流  32-35
    2.2.3 暂态电感电流  35-37
    2.2.4 暂态接地电流  37-39
  2.3 暂态电流相频特性分析及SFB的选取  39-42
    2.3.1 暂态电流相频特性分析  39-41
    2.3.2 SFB的选取  41-42
  2.4 本文基于MATLAB的系统建模及仿真  42-47
    2.4.1 模型结构原理图  42-43
    2.4.2 配电网单相接地故障仿真模型图  43-45
    2.4.3 故障仿真  45-47
  2.5 本章小结  47-48
3 小波分析及其应用  48-57
  3.1 小波变换的理论基础  48-50
    3.1.1 小波变换理论的提出  48
    3.1.2 连续小波变换  48-49
    3.1.3 离散小波变换  49-50
    3.1.4 二进小波变换  50
  3.2 多分辨分析和Mallat算法  50-52
    3.2.1 多分辨分析  50-51
    3.2.2 Mallat算法  51-52
  3.3 小波包分析  52-54
  3.4 信号的奇异性检测和模极大值原理  54-55
  3.5 小波变换在电力系统中的应用  55
  3.6 本章小结  55-57
4 基于小波分析的配电网故障选线新方法研究  57-63
  4.1 故障暂态信号的奇异特性  57-58
  4.2 小波分析在故障选线方面的应用  58
  4.3 本文基于小波分析的故障选线方法  58-61
    4.3.1 选线原理  58-60
    4.3.2 选线步骤  60
    4.3.3 小波函数的选取  60-61
    4.3.4 特征尺度的选取  61
  4.4 本章小结  61-63
5 故障选线仿真分析  63-81
  5.1 线路发生瞬时性单相接地故障  63-64
  5.2 线路发生永久性单相接地故障  64-70
    5.2.1 中性点不接地系统  64-67
    5.2.2 中性点经消弧线圈接地系统  67-70
  5.3 线路发生弧光接地故障  70-71
    5.3.1 中性点不接地系统  70-71
    5.3.2 中性点经消弧线圈接地系统  71
  5.4 各线路能量最大频带一致时的分析  71-73
  5.5 各线路能量最大频带不一致时的分析  73-77
  5.6 故障发生在相电压过零点时的分析  77-79
  5.7 本章小结  79-81
6 结论和展望  81-83
  6.1 主要研究结论  81
  6.2 待解决的问题和展望  81-83
参考文献  83-86
致谢  86-87
作者简介及读研期间主要科研成果  87

配电网单相接地故障选线方法的研究

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