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谐振接地系统关键实现技术研究

作　者: 朱孝军
导　师: 文劲宇
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 谐振接地电容电流测量及跟踪故障选线小波分析不平衡有功
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

谐振接地是我国中压电网接地方式中一种主要的接地方式,对于改善供电质量、提高供电可靠性、消除系统铁磁谐振、限制单相接地故障残流等方面有很好的效果,因此其对系统的安全运行有着十分重要的意义。然而,谐振接地在实际运行过程中存在两个主要问题:一是电容电流难以准确跟踪和测量,二是系统发生单相接地故障时难以准确判断故障线路。电容电流难以准确测量的原因有两个:其一,目前常用的容流计算公式一般都进行了简化,存在着理论上计算误差,而且难以同时适用于随调式和预调式两种工作方式;其二,一般系统的不平衡度都很小,使得中性点零序电压和中性点零序电流都很小,加上信号电缆较长引起信号衰减以及电磁干扰,极大地影响了零序电压和电流的测量精度。本文通过分析谐振接地系统原理,提出了三点电流曲线拟合方法,它消除了理论推导的误差,而且只使用零序电流幅值,经验证可以较准确地测量电容电流。对于电容电流的跟踪,通过对称分量法推导出一种新的跟踪电容电流变化的方法,可以消除变压器高压侧故障和负荷不对称引起的误判断。谐振接地系统发生单相接地故障时难以准确判断故障线路的主要原因是:故障线路和非故障线路零序电流相差很小,且各线路零序电流大小受过渡电阻和故障时刻的影响很大。本文通过分析故障情况下系统的稳态和暂态特性,分别研究了基于线路不平衡度的不平衡有功故障选线和基于小波变换的单相接地故障选线,重点阐述了小波变换实现的一些关键问题,提出了一种新的基于故障特征频段的选线方法,最后利用Matlab仿真验证了上述两种选线方法的准确性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 谐振接地系统简介  9-11
  1.2 电容电流计算及其意义  11-12
  1.3 正确判断系统电容电流变化  12-13
  1.4 谐振接地系统故障选线方法简介  13-16
  1.5 论文的主要工作与章节安排  16-17
2 谐振接地系统原理  17-26
  2.1 正常时谐振接地系统运行状况  17-19
  2.3 单相接地故障的稳态分量分析  19-22
  2.2 单相接地故障的暂态过程  22-24
  2.4 小结  24-26
3 电容电流测量及其变化判断  26-35
  3.1 系统电容电流的测量  26-28
  3.2 三点电流曲线拟合  28-30
  3.3 正确判断系统容流变化新方法  30-34
  3.4 小结  34-35
4 基于不平衡有功的稳态故障选线  35-40
  4.1 线路不平衡电流产生  35-36
  4.2 线路不平衡电流的测量  36-37
  4.3 Matlab 仿真计算结果  37-39
  4.4 小结  39-40
5 基于小波分析的接地故障选线研究  40-67
  5.1 小波分析的发展简史  40
  5.2 小波变换基本理论简介  40-46
    5.2.1 连续小波变换（Continuum WaveletTransform CWT）  40-42
    5.2.2 离散小波变换（DiscreteWaveletTransform ，DWT）  42
    5.2.3 多分辨分析与Mallat 快速算法  42-45
    5.2.4 小波变换的奇异性检测  45-46
  5.3 单相接地故障选线过程  46-56
    5.3.1 故障选线思路  46-48
    5.3.2 采样率选择  48-49
    5.3.3 小波基的选择  49-51
    5.3.4 边界处理  51-54
    5.3.5 消除频率混叠  54-56
  5.4 算例  56-66
    5.4.1 Matlab 仿真模型介绍  56-58
    5.4.2 故障时刻对故障选线的影响  58-60
    5.4.3 过渡电阻对故障选线的影响  60-62
    5.4.4 消弧线圈补偿状态对故障选线的影响  62-63
    5.4.5 母线故障  63-66
  5.5 小结  66-67
6 全文总结和有待进一步开展的工作  67-69
  6.1 全文总结  67-68
  6.2 有待进一步开展的工作  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
附录 1 攻读硕士学位期间参与项目  74

谐振接地系统关键实现技术研究

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