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基于形态分析的小电流系统接地故障辨识技术与工程应用

作　者: 顾艳
导　师: 蔡旭；窦肇平
学　校: 上海交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 小电流接地系统故障辨识形态分析小波分析特征提取
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

我国6-66KV配电网多数采用小电流接地运行方式,这种接地方式具有提高供电可靠性等优点。但发生单相永久性接地后,接地故障辨识和选线问题长期以来没有得到很好地解决。本论文重点研究解决小电流接地电网单相接地故障辨识问题及工程运用。首先分析了小电流不接地电网、消弧线圈接地电网中,单相接地故障以及由此引发的铁磁谐振、PT高压熔丝熔断、不对称断线过电压等现象、机理;并对单相接地故障的类型以及主要的特征进行了总结描述。明确接地选线的准确性,必须首先开展故障辨识。从各种故障的状态特征入手,依次对单相接地类故障发生后故障过程的各个状态的过渡变化(即由暂态到稳态的变化特性)进行详细分析,并基于形态分析的暂态特征和谐波特征的提取,提出种基于故障发展过程分析的故障辨识判据。在此基础上,介绍了“基于故障过程分析对接地判别算法进行选择”的综合选线方案。该方案是将小电流接地系统中故障的发展总过程看作由一系列的子过程构成,他们分别是暂态、稳态和暂稳态三类。通过对不同子过程的时间顺序上和过程自身状态的区分可以达到故障辨识的目的。同时,分别建立了中性点不接地电网以及中性点经消弧线圈接地电网的故障过程特征集,如单相接地与串联谐振、铁磁谐振等的故障过程特征,并介绍了其特征提取处理过程。根据研究成果,设计接地数据获取方案,选取ZXJ-11综合故障诊断及录波控制器装置,将“基于故障过程分析对接地判别算法进行选择”的综合选线方案在现场得以实现。通过现场典型录波数据分析,表明本文提出的故障特征辨识的正确性。根据故障诊断装置所采集到的大量数据和波形进行汇总分析和比对等工作,并对特征数据阙值进行更新,通过谐波因子定义他们的暂态、稳态以及暂稳态,通过形态因子定义具体的过程。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章绪论  7-17
  1.1 问题的提出和研究意义  7-9
    1.1.1 电力系统中性点运行方式  7-8
    1.1.2 小电流接地系统单相接地故障的危害  8-9
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  9-11
    1.2.1 国外研究状况回顾  9
    1.2.2 国内研究状况回顾  9-11
  1.3 各种选线原理的分析  11-15
    1.3.1 利用接地故障稳态特征分量的选线原理  11-12
    1.3.2 暂态算法  12-14
    1.3.3 信号注入法  14
    1.3.4 复合判据方法  14-15
  1.4 小电流接地系统单相接地选线的技术难点  15-16
  1.5 本文所做的工作  16-17
第二章小电流接地系统接地故障特征分析  17-37
  2.1 配电网中性点的接地方式  17-19
  2.2 中性点不接地电网中单相接地故障分析  19-22
  2.3 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障分析  22-23
  2.4 中性点不接地电网中铁磁谐振现象分析  23-27
    2.4.1 铁磁谐振机理分析  24-25
    2.4.2 单相接地故障恢复时铁磁谐振机理分析  25-26
    2.4.3 铁磁谐振类型  26-27
  2.5 中性点不接地电网中PT 高压熔丝熔断现象分析  27-28
  2.6 谐振接地电网电压谐振分析  28-33
    2.6.1 正常运行时的电压谐振分析  28-30
    2.6.2 中性点不接地电网中不对称断线过电压分析  30-31
    2.6.3 谐振接地电网中不对称断线过电压分析  31-33
  2.7 故障辨识  33-36
    2.7.1 中性点不接地电网中三类过电压问题的特征描述  34-35
    2.7.2 中性点经消弧线圈接地的电网中过电压问题描述  35-36
  2.8 本章小结  36-37
第三章小电流接地电网中单相接地故障特征研究  37-46
  3.1 接地类故障的过程特征  37-39
    3.1.1 各类接地故障特征的典型波形和故障特征描述  37-38
    3.1.2 接地过程特征库的建立  38-39
  3.2 基于形态分析的暂态特征和谐波特征的提取  39-45
  3.3 基于形态分析的综合选线判据  45
  3.4 本章小结  45-46
第四章接地数据获取方案设计及设备选型  46-63
  4.1 数据获取方案设计  46-47
  4.2 设备选型  47-54
    4.2.1 装置特点与主要技术指标  47-50
    4.2.2 主要功能  50-51
    4.2.3 组成结构及配置  51-54
  4.3 设备安装与维护  54-62
    4.3.1 现场实施安装  55-61
    4.3.2 遇到问题与改进措施  61-62
  4.4 本章小结  62-63
第五章数据统计与分析  63-75
  5.1 数据统计  63-64
    5.1.1 基本录波数据统计  63
    5.1.2 现场记录对比  63-64
  5.2 典型数据分析  64-74
    5.2.1 典型的单相稳定接地  64-67
    5.2.2 典型间隙性故障  67-70
    5.2.3 现场装置数据波形界面  70-74
  5.3 本章小结  74-75
第六章结论和展望  75-76
  6.1 结论  75
  6.2 展望  75-76
参考文献  76-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  79-82
附件  82

基于形态分析的小电流系统接地故障辨识技术与工程应用

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