学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距研究

作　者: 王鹏
导　师: 姜杰
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 配网电缆单相接地故障线路分布参数电路模型故障测距
分类号: TM863
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 186次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着国民经济的高速发展和城市配网改造工作的开展，电力电缆被大量投运，出现了大量的电缆供电线路和混合供电线路。配网电缆故障的发生越来越频繁，尤其是单相接地故障，约占所有故障次数的80%，因此，对电力系统配网电缆单相接地故障进行准确的定位是保证电力系统安全稳定运行的有效途径之一。目前配网电缆属于小电流接地系统，发生单相接地故障时，故障稳态电流微弱，特征不明显，现有常用的基于故障稳态信号的测距方法应用会有一定的限制。需要研究一种能够利用故障暂态信号、适合于配网电缆单相接地故障的故障测距方法。基于线路模型的时域测距方法具有从故障暂态到稳态的全过程数据都适用的特点，测距可以利用故障暂态信息，应用于配网电缆测距具有一定的优势。鉴于目前传统配网故障测距使用的线路模型的不足，本文将采用一种考虑高阶无穷小量的配网电缆分布参数电路模型，该模型充分考虑线路的分布性，适合于配网电缆单相接地故障测距的应用。本文基于该线路分布参数电路模型，提出一种配网电缆单相接地故障双端时域测距算法。该方法利用线路两端的电压、电流同步故障信息来定位单相接地故障，是在整条线路上从两端搜索计算出零序电压瞬时值误差最小的实际故障距离。该双端算法是一种时域测距算法，能够使用故障暂态信息和稳态信息来进行测距，适用于配网电缆单相接地故障的测距。在此算法的基础上，又进行了配网混合线路单相接地故障双端测距算法的研究。本文运用EMTP和MATLAB平台进行配网电缆故障仿真，仿真结果表明了本文提出的双端时域测距算法克服了原有的基于故障稳态信号的配网电缆测距方法的不足，可以采用故障暂态信息来进行测距，并且测距精度不受中性点运行方式、故障初相角、过渡阻抗和故障发生位置的影响，具有较高的测距精度。本文在双端测距方法的基础上，对基于线路分布参数电路模型的配网电缆单端测距算法进行研究。算法是通过估算对侧的流向故障点的稳态电流信息，根据线路发生单相接地故障时接地故障点处故障相对应的正、负、零序电流分量瞬时值相等的特征实施故障定位。在此基础又进行了配网混合线路单相接地故障单端测距算法的研究。通过对比仿真验证，初步验证了该单端算法对故障稳态信号的适用性和准确性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-19
  1.1 课题研究的背景及意义  8-9
  1.2 电缆故障的类型  9-10
  1.3 国内外配电网电缆测距方法研究现状  10-17
    1.3.1 中电阻法  11
    1.3.2 S 注入法  11
    1.3.3 区段查找法  11
    1.3.4 五次谐波法  11
    1.3.5 行波测距法  11-14
    1.3.6 故障分析测距法  14-17
  1.4 存在的问题  17
  1.5 本文研究的主要工作  17-19
2 线路分布参数电路模型的选用  19-32
  2.1 现有故障测距使用的线路模型  19-24
    2.1.1 集中参数线路模型  19-20
    2.1.2 双曲函数分布参数线路模型  20-22
    2.1.3 贝瑞隆模型  22-24
  2.2 配网电缆故障测距特点和现有测距算法使用线路模型的不足  24-25
  2.3 考虑高阶无穷小量的线路分布参数电路模型的构建  25-29
  2.4 三相系统的相模变换  29-31
    2.4.1 相序变换  30-31
    2.4.2 相模变换  31
  2.5 本章小结  31-32
3 基于线路分布参数电路模型的配网电缆双端测距算法  32-39
  3.1 单相接地故障双端测距算法原理  32-36
    3.1.1 最小二乘法  33-35
    3.1.2 搜索法  35-36
  3.2 配网混合线路单相接地故障测距原理  36-37
  3.3 数据处理方法  37-38
  3.4 本章小结  38-39
4 配网电缆故障双端测距仿真试验及结果分析  39-50
  4.1 仿真技术简介  39
  4.2 仿真模型建立及参数设置  39-40
  4.3 仿真条件  40-41
  4.4 配网电缆单相接地故障仿真及测距结果  41-48
    4.4.1 最小二乘法和搜索法的比较  41-42
    4.4.2 中性点运行方式  42
    4.4.3 故障初始相角  42-43
    4.4.4 采样窗口  43-45
    4.4.5 接地点过渡阻抗和故障位置  45-46
    4.4.6 本文算法与现有基于线路模型测距算法的比较  46-48
  4.5 混合线路故障仿真及测距结果  48-49
  4.6 本章小结  49-50
5 配网电缆单端测距算法研究和仿真验证  50-58
  5.1 配网电缆单相接地故障单端测距算法原理  50-53
  5.2 配网混合线路单相接地故障单端测距算法原理  53-54
  5.3 配网电缆单相接地故障单端测距的仿真结果  54-56
  5.4 配网混合线路单相接地故障单端测距的仿真结果  56-57
  5.5 本章小结  57-58
6 结论  58-60
  6.1 本文的主要结论  58-59
  6.2 论文的后续工作  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
附录  65
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  65
  B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目和申请的专利  65

基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距研究

内容摘要

全文目录

相似论文