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配电网线路高阻故障在线识别方法研究

作　者: 黄永
导　师: 陈民铀
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 配电网线路接地故障高阻模型特征值暂态
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

智能电网是电力工业的又一次革命，是未来电网的发展方向。配电网是电能应用、面向用户的窗口，是智能电网的重要组成部分，也是电网智能化的重要突破口。电力线路是配电网的命脉，电力线路的安全可靠的运行，关系到人民的正常生活和电力系统的安全运行，配电网线路由于线缆混合，分支线路多，结构复杂，运行情况复杂多变，故障发生较多，在配电网中线路的单相接地故障是最常见的故障。要解决供电可靠性问题，必须在故障发生后能够快速的识别故障，做到迅速地切除故障，提高电网运行的可靠性。高阻故障是电力线路单相接地故障中的一类常见故障，传统的继电保护措施能够准确的检测和保护一般的单相接地故障，但由于高阻故障时不能产生很大的突变量，传统的保护装置可能检测不到突变量无法可靠的保护动作。由于我国的丘陵山区众多，地形复杂，配电网线路经常会穿越山区峡谷，绝缘子、避雷器、线路等对周围的树枝放电引起高阻故障，山区丘陵地区经常发生高阻接地故障，高阻接地故障隐蔽性大，不容易被察觉，如果不及时发现处理会造成系统更为严重的故障。因而高阻接地故障识别问题已成为科研院所急需解决的难题。目前国内关于高阻故障的研究还比较少，缺乏成熟的理论和技术应用于高阻故障的在线识别分析，本课题重点探索配电网线路高阻故障在线识别分析的新方法和新思路。论文通过广泛搜集国内外相关文献资料，有针对性的对于电力线路高阻故障的特征和故障识别方法进行研究，并借助计算机仿真技术对所提出的方法进行了验证。本文对线路发生高阻故障后的特征进行了详细分析，分析了线路故障的稳态特征和暂态特征，特别是对单相接地故障暂态过程中的暂态电容电流的分析，对暂态电容电流的变化与故障发生的初始相角、故障发生的时刻和故障的等值电阻等参数的关系做了详细的仿真分析。通过对小波分析特征的分析，提出了基于小波特征值的高阻故障识别算法，并对识别算法进行了详细的阐述。建立了模拟弧光故障的高阻模型，通过分析高阻模型中的模拟接地电阻Rp和Rn的阻值和直流电源Vn和Vp表示配电线路弧光放电时的电压值，分析不同的参数值对高阻特征的影响，选择合适的参数用于本文的高阻故障识别研究。建立基于PSCAD仿真平台的配电网模拟系统，用于模拟不同状况下的高阻接地故障。通过仿真系统的模拟分析，采集故障状态下的零序电压和零序电流，对于采集数据的分析处理都是用MATLAB工具箱进行分析计算。通过模拟高阻故障发生在不同的线路分支上的状况，经过仿真分析和数据处理，利用基于零序量的小波特征值高阻故障分析方法，对不同情况下的高阻故障进行了识别分析，能够有效的识别不同状态下的高阻故障。借助大量的计算机仿真对比分析，验证了所提出的方法的有效性和正确性。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-15
  1.1 选题背景和研究意义  9-10
  1.2 配电线路高阻故障及其研究现状  10-14
    1.2.1 配电网线路高阻故障的特征  10-11
    1.2.2 影响高阻故障发生的因素  11-12
    1.2.3 高阻故障保护研究现状  12-13
    1.2.4 配电网接地故障研究存在问题  13-14
  1.3 本文主要研究内容  14-15
2 配电网故障及其特性分析  15-34
  2.1 电力线路的数学模型  15-18
  2.2 配电网接地故障特征分析  18-31
    2.2.1 配电网接地故障稳态特征分析  18-21
    2.2.2 配电网接地故障暂态特征分析  21-31
  2.3 故障特征量的分析和提取  31-32
  2.4 本章小结  32-34
3 基于零序量的小波特征值高阻故障识别方法  34-41
  3.1 小波理论分析  35-37
    3.1.1 一维连续小波  35-36
    3.1.2 高维连续小波变换  36-37
    3.1.3 离散小波分析  37
  3.2 故障识别算法分析  37-40
    3.2.1 小波基函数的选择  37-39
    3.2.2 故障识别流程算法分析  39-40
  3.3 本章小结  40-41
4 配电网线路高阻故障仿真分析  41-60
  4.1 配电网线路仿真系统  41-47
    4.1.1 仿真系统模型  41-42
    4.1.2 高阻故障模型  42-47
  4.2 弧光高阻接地故障仿真分析  47-55
    4.2.1 高阻故障发生在线路 BF 段  47-53
    4.2.2 高阻故障发生在线路 CD 段  53-55
  4.3 过渡电阻的线路高阻接地故障仿真分析  55-59
    4.3.1 过渡电阻为 1000 时的线路接地故障仿真  56-57
    4.3.2 过渡电阻为 2000 时的线路接地故障仿真  57-59
  4.4 本章小结  59-60
5 结论与展望  60-62
  5.1 主要结论  60
  5.2 后续工作展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
附录  66
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  66
  B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目  66

配电网线路高阻故障在线识别方法研究

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