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10kV配电网小电阻接地系统单相短路故障及其保护研究

作　者: 朱亮
导　师: 罗隆福; 汪霄飞
学　校: 湖南大学
专　业: 电气工程
关键词: 10kV配电网 小电阻接地 单相短路故障 跨步电压 系统保护
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


10kV配电网主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地等运行方式。不同的配电网中性点接地方式各有其特点和优势。但是随着配电网结构与容量的变化，小电阻接地系统逐步成为了更好的选择。本文介绍了三种主要的接地方式原理及各自的特点；重点计算了配电网小电阻接地系统在发生单相接地短路故障时的稳态和暂态短路电流、分析了零序电容电流及其分布，理论分析了跨步电压的分布规律；仿真分析了不同过渡电阻值时小电阻接地系统单相故障的特性；设计并完成了小电阻接地系统单相短路故障的实验，得出了短路点附近的跨步电压分布数据；分析并给出了小电阻接地系统零序保护方案。本文研究内容主要包括以下几个方面：介绍了10kV配电网的不同接地方式发展概况及应用趋势，概述了配电网短路故障及其保护。分析了小电阻接地系统发生单相接地短路故障时的等效稳态和暂态电路，详细求解了稳态和暂态短路接地电流。给出了零序电容电流分布及其特性。阐述和理论计算了接地电阻及跨步电压。介绍了MATLAB软件及其在电力系统仿真应用。建立了10kV配电网小电阻接地系统在发生单相接地短路故障时的MATLAB仿真模型。仿真了不同过渡电阻值时的单相短路故障，得出了与理论计算及分析相符合的短路接地电流，小电阻电流，系统零序电压和系统三相电压的仿真波形。设计并完成了10kV配电网发生单相对地和单相对电线杆横担的两种常见短路的实验，给出了详细实验操作步骤，示意图以及需要注意的事项。得出了与理论计算和仿真分析相符合的实验数据。分析了小电阻接地系统的零序电流保护方案，介绍了零序电流的检测与获取，分析了零序电流保护配置和整定的方法，探讨了零序电流保护在小电阻接地系统中的性能稳定性问题，最后提出小电阻接地系统运行的保护设置的一些原则和方案。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题研究背景及其意义  9-10
  1.2 配电网中性点不同接地方式的发展概况  10-13
    1.2.1 配电网系统接地方式介绍  10-12
    1.2.2 配电网中性点接地方式的应用趋势  12-13
  1.3 短路故障及保护概述  13-14
  1.4 本文的主要研究内容  14-17
第2章 小电阻接地系统单相短路特性分析  17-32
  2.1 小电阻接地系统单相短路稳态特性分析  17-22
    2.1.1 稳态接地电流计算及分析  17-20
    2.1.2 稳态零序电容电流分析  20-22
  2.2 小电阻接地系统单相短路暂态特性分析  22-26
  2.3 接地过渡电阻及跨步电压的理论计算与分析  26-30
    2.3.1 接地电阻及其理论推导  27-28
    2.3.2 大地电势及其跨步电压的理论计算  28-30
  2.4 本章小结  30-32
第3章 小电阻接地系统单相短路故障仿真分析  32-37
  3.1 MATLAB 仿真平台介绍  32-33
  3.2 小电阻接地系统短路故障仿真模型的建立  33-34
  3.3 仿真结果及其分析  34-36
    3.3.1 过渡电阻为 0 欧的仿真结果及其分析  34-35
    3.3.2 过渡电阻为 20 欧的仿真结果及其分析  35
    3.3.3 过渡电阻为 250 欧的仿真结果及其分析  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章 单相短路故障的实验方案和实验结果  37-46
  4.1 实险任务来源  37
  4.2 试验目的  37
  4.3 测试地点及示意图  37-39
  4.4 测试内容与操作步骤  39-44
    4.4.1 测试地点 1  39-41
    4.4.2 测试地点 2  41-43
    4.4.3 测试地点 3  43-44
  4.5 注意事项  44
  4.6 测试结果分析  44-45
  4.7 本章小结  45-46
第5章 小电阻接地系统保护方案  46-52
  5.1 零序电流的检测与获取  46-47
  5.2 零序电流保护配置和整定方法  47-49
  5.3 零序电流保护性能稳定性分析  49-50
  5.4 小电阻接地系统运行时保护设置方案  50-51
  5.5 本章小结  51-52
结论与展望  52-54
  1 本文工作总结  52-53
  2 今后研究工作展望  53-54
参考文献  54-58
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的主要学术论文目录  58-59
致谢  59-60

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 高电压技术 > 过电压及其防护 > 过电压保护装置
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