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北斗授时在配网单相接地故障定位中的应用

作　者: 张志富
导　师: 姜彤
学　校: 华北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 北斗授时 故障定位 配电网 单相接地 零序相量
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文主要研究北斗授时在中性点不接地配电网单相接地故障定位中的应用及故障定位的实现问题。结合实际项目需求,本文研发了一套基于零序电流相量比较法的故障定位装置,以实现配电网单相接地故障的定位。对国内外配电网故障定位方法进行了分析研究,结合我国配电网的特点选用零序电流相量比较法作为装置的定位原理。装置分为固定和移动两部分,前者置于变电站用于获取零序电压信息,后者沿线路移动测量零序电流信息。其中,移动部分由地面手持设备和三个移动电流钳表组成,二者配合实现零序电流信息的获取。利用我国自主研发的北斗卫星导航系统提供的1PPS (1Pulse Per Second)作为电压电流异地远程同步采集的触发信号,利用UTC (Coordinated Universal Time)为采集的信息加上时标；借助GSM将固定部分获取的零序电压信息适时传送到移动部分的地面手持设备中；地面手持设备集中分析所得数据给出故障定位结果。装置移动部分的地面手持设备和固定部分集ARM嵌入式开发板、北斗授时模块、GPRS模块于一体；移动部分的三个钳表由各自C8051F310单片机控制,其地面手持设备及钳表均增设射频无线收发模块；基于以上装置硬件设计方案,本文搭建了完整的硬件平台。在Windows CE操作系统下,采用C#语言编写了基于.NETCompact Framework3.5框架的软件功能程序,实现了北斗UTC信息的接收与提取、S3C2440A与北斗授时模块以及S3C2440A与GPRS模块间的串口通信.GPRS模块问数据交互、射频无线收发模块间通信以及相应AD采集等功能。对装置研发过程中出现的问题进行了分析,并给出了解决方法。在实验室小电流接地系统实验平台上对装置进行了测试,验证了装置定位的准确性和可靠性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-12
  1.1 课题的研究背景  9
  1.2 国内外配电网故障定位方法研究现状  9-11
    1.2.1 国内配电网故障定位方法研究现状  9-11
    1.2.2 国外配电网故障定位方法研究现状  11
  1.3 本文的主要研究内容  11-12
第2章 零序电流相量比较法  12-20
  2.1 零序电流相量比较法原理  12-16
    2.1.1 金属性接地故障分析  12-15
    2.1.2 经过渡电阻R接地故障分析  15-16
    2.1.3 考虑负荷作用  16
  2.2 零序电流相量比较法的实现  16-19
    2.2.1 配电网网络分析及相关定义  16
    2.2.2 零序电流相量比较法比较判据  16-17
    2.2.3 基于PMU的零序电流相量比较法的实现  17-19
  2.3 本章小结  19-20
第3章 配电网故障定位装置的基本组成  20-29
  3.1 故障定位装置系统结构图及工作原理  20
  3.2 故障定位装置各功能单元选型  20-21
  3.3 故障定位装置各功能单元分析  21-28
    3.3.1 开发板  21-22
    3.3.2 双模授时模块  22-25
    3.3.3 GPRS模块  25-27
    3.3.4 移动电流钳表  27-28
  3.4 本章小结  28-29
第4章 配电网故障定位装置的功能实现  29-49
  4.1 1PPS精度测试平台  29-33
    4.1.1 地理位置对1PPS精度的影响分析  29-31
    4.1.2 脉冲计数分析法  31-32
    4.1.3 采样数据分析法  32-33
  4.2 UTC信息的接收与提取  33-37
    4.2.1 授时结果信息及相关指令  33-34
    4.2.2 C#环境下串口通信的实现  34-37
  4.3 GSM数据传输设计  37-39
  4.4 零序电流信息获取方案  39-43
    4.4.1 无线模块在钳表中的应用  39-42
    4.4.2 传输延时与零序电流相位误差  42
    4.4.3 相对相位的获取  42-43
  4.5 故障定位装置硬件总体设计  43-44
  4.6 故障定位装置软件总体设计  44-46
  4.7 采集准确性测试  46-48
    4.7.1 固定部分采集准确性测试  46-47
    4.7.2 钳表采集准确性测试  47-48
  4.8 本章小结  48-49
第5章 10kV中性点不接地配电网故障定位实验  49-53
  5.1 物理实验设计  49-52
    5.1.1 三相电流合成零序电流实验  50-51
    5.1.2 单相接地故障定位实验  51-52
  5.2 本章小结  52-53
第6章 结论与展望  53-54
参考文献  54-58
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  58-59
致谢  59

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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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