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中压电网单相接地故障特征及选线研究

作　者: 陈雪洁
导　师: 付周兴; 赵建文
学　校: 西安科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 中性点经消弧线圈接地瞬时序网络故障选线瞬时正序电流实部相关分析法
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 65次
引　用: 1次
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内容摘要

中性点经消弧线圈接地方式是配电网的一种主要接地方式，这种接地方式有助于提高供电可靠性，但因故障电流很小而增加了故障检测的难度。中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障选线问题一直是电力系统继电保护的一项重要研究课题，也是一个很难解决的问题。为了研究发生单相接地故障时特征量的暂态过渡过程，建立了中性点经消弧线圈接地电网单相接地故障时的瞬时序网络模型。瞬时序网络模型，可同时描述单相接地故障的暂态过程和稳态过程，分析模型给出了零序电压、瞬时正序电流实部、瞬时正序电流虚部、接地电流等特征量的数学表达式及其变化规律，为研究单相接地故障选线提供了理论依据。在理论研究的基础上，为了验证所得特征量表达式及特征规律的正确性，采用MATLAB建立仿真模型，取不同接地电阻、故障合闸角、故障线路、消弧线圈的补偿方式等分别仿真，大量的仿真发现，故障支路瞬时正序电流实部和非故障支路的差别较大，而各非故障支路间的差别不明显，这一特征不受各种因素的影响。针对理论分析和仿真验证中得出的瞬时故障特征量的特点，采用相关分析法分析故障支路和非故障支路特征量的相似性，从而达到单相接地故障选线的目的。以单相接地故障后第一个周波的瞬时正序电流实部瞬时值为信号做相关分析，利用构造相关系数矩阵、明显大相关差、选线向量、极差等概念，来表征故障线路和非故障线路瞬时正序电流实部的差异性，从而选出故障支路。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-16
  1.1 选题背景及研究意义  7-8
  1.2 中性点经消弧线圈接地电网选线保护研究现状  8-13
    1.2.1 国内外研究现状  8-9
    1.2.2 现有选线算法介绍评价  9-13
  1.3 存在的问题及研究方向  13-14
  1.4 本文主要研究内容  14-16
2 基于瞬时对称分量法的单相接地故障特征分析  16-33
  2.1 瞬时对称分量法  16-18
  2.2 建立中性点经消弧线圈接地系统的瞬时序网络模型  18-26
    2.2.1 电源端瞬时对称分量模型  19-20
    2.2.2 线路瞬时对称分量模型  20-22
    2.2.3 三相负载的瞬时对称分量模型  22-23
    2.2.4 故障点边界条件  23
    2.2.5 中性点经消弧线圈接地系统的瞬时序网络  23-25
    2.2.6 经简化的中性点经消弧线圈接地系统的瞬时序网络  25-26
  2.3 瞬时正序网络中故障特征量的求解  26-30
    2.3.1 零序电压  26-27
    2.3.2 接地电流  27-28
    2.3.3 各支路瞬时正序电流  28-30
    2.3.4 瞬时特征量的特征分析  30
  2.4 中性点不接地电网瞬时序网络的建立  30-31
  2.5 本章小结  31-33
3 单相接地故障特征仿真验证  33-49
  3.1 MATLAB 及 Simulink 简介  33-34
  3.2 仿真模型的建立  34-36
  3.3 仿真验证理论分析的正确性  36-48
    3.3.1 接地电阻对故障特征量的影响  36-38
    3.3.2 故障合闸角对故障特征量的影响  38-43
    3.3.3 消弧线圈的补偿方式对故障特征量的影响  43-45
    3.3.4 故障线路对故障特征量的影响  45-48
    3.3.5 中性点不接地系统的仿真  48
  3.4 本章小结  48-49
4 基于相关分析法的故障选线  49-64
  4.1 引言  49
  4.2 相关分析理论基础  49-53
    4.2.1 相关函数的基本概念  49-51
    4.2.2 采样数据的相关概念  51-53
  4.3 相关分析法故障选线算法的构造  53-56
    4.3.1 故障选线方法  53-55
    4.3.2 选线算法的步骤  55-56
  4.4 选线算法的仿真验证  56-63
    4.4.1 算例分析  56-59
    4.4.2 方法有效性验证  59-62
    4.3.3 中性点不接地电网算法适应性分析  62-63
  4.5 本章小结  63-64
5 结论  64-65
  5.1 结论  64
  5.2 展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
仿真模型图  69-70
攻读硕士学位期间发表的论文  70

中压电网单相接地故障特征及选线研究

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