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基于暂态特征的小电流接地系统单相接地选线研究

作　者: 邵明
导　师: 黄彦全
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 小电流接地系统单相接地选线暂态特征 Prony算法形态滤波
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 345次
引　用: 11次
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内容摘要

我国中压配电网中性点大多数采用小电流接地方式,包括中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统。在配电网中,单相接地故障率最高。这种系统发生单相接地故障时不形成短路回路,只是经对地电容形成小电流通路,接地点故障电流小,故障信号微弱;同时由于故障情况复杂,系统运行方式多样等原因,接地选线问题一直没有得到很好的解决。已提出并且在实践中应用的选线方法大都存在一定缺陷,选线动作正确率低。为了寻求更为有效的选线方法,本文首先对小电流接地系统单相接地的故障特征进行了深入的分析,得出故障零序电流的稳态特征和暂态特征。零序电流的暂态分量含有丰富的故障信息,可以利用其实现正确选线。本文提出一种基于Prony算法的小电流接地系统单相接地故障选线方法。Prony算法是用一组指数函数的线性组合来拟合等间隔采样数据的方法,可以从中分析出信号的幅值、相位、衰减系数、频率等信息。该选线方法利用Prony算法对故障零序电流信号进行分析和变换,将故障零序电流用一组指数函数的线性组合来拟合,自适应地实现对故障零序电流暂态过程中有利于选线的谐波分量的提取,然后比较谐波分量的幅值和相位来实现正确选线。理论分析及大量仿真实验表明该方法可以实现小电流接地系统单相接地故障选线。零序电流的故障突变量和暂态分量对于故障选线是有用信息。本文提出采用数学形态学的形态滤波技术对零序电流进行滤波处理,仿真表明该方法能够突出突变和暂态分量特征,抑制稳态分量,经过滤波后的零序电流故障特征更加明显,有利于实现准确选线。

全文目录

第1章绪论  8-19
  1.1 引言  8-9
  1.2 小电流接地方式  9-12
    1.2.1 中性点不接地方式  10
    1.2.2 中性点经消弧线圈接地方式  10-11
    1.2.3 小电流接地方式的性能  11-12
  1.3 国内外研究现状  12
  1.4 现有选线算法分析  12-17
    1.4.1 利用零序分量的选线技术  13-17
    1.4.2 不利用零序分量的选线技术  17
  1.5 尚需解决的问题  17-18
  1.6 本文的主要工作  18-19
第2章小电流接地系统单相接地分析  19-29
  2.1 小电流接地系统单相接地稳态过程分析  19-23
    2.1.1 中性点不接地系统  19-21
    2.1.2 中性点经消弧线圈接地系统  21-23
  2.2 小电流接地系统单相接地暂态过程分析  23-29
    2.2.1 暂态等值回路  24
    2.2.2 暂态电容电流  24-27
    2.2.3 暂态电感电流  27
    2.2.4 暂态接地电流  27-29
第3章基于 Prony算法的选线方法  29-37
  3.1 引言  29-30
  3.2 Prony算法  30-34
    3.2.1 Prony算法理论分析  30-34
    3.2.2 简化的Prony算法  34
  3.3 Prony分析应用于小电流接地选线  34-37
    3.3.1 算法分析  34-35
    3.3.2 选线实现  35-37
第4章基于Prony的故障选线仿真分析  37-54
  4.1 PSCAD甩MTDC介绍  37-38
  4.2 系统仿真模型的建立  38-39
  4.3 采用 Prony算法拟合零序电流的有效性分析  39-42
  4.4 中性点不接地系统单相接地选线仿真  42-47
    4.4.1 故障零序电流和零序电压  42-44
    4.4.2 不同故障条件下的仿真结果  44-47
  4.5 中性点经消弧线圈接地系统单相接地选线仿真  47-52
    4.5.1 故障零序电流和零序电压  49
    4.5.2 不同故障条件下的仿真结果  49-52
  4.6 选线保护判断算法  52-53
  4.7 小结  53-54
第5章形态滤波技术在故障选线中的应用  54-67
  5.1 引言  54-55
  5.2 形态滤波技术  55-58
    5.2.1 数学形态学  55
    5.2.2 数学形态学的基本运算  55-56
    5.2.3 形态滤波  56
    5.2.4 多分辨形态梯度  56-58
  5.3 基于形态学方法提取零序电流波形特征  58-66
    5.3.1 零序电流的形态滤波  58
    5.3.2 滤波算法  58-59
    5.3.3 仿真分析  59-66
  5.4 小结  66-67
结论  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-75
攻读硕士学位期间发表的论文  75

基于暂态特征的小电流接地系统单相接地选线研究

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