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配电网故障定位及在线监测系统的研究与应用

作　者: 李海涛
导　师: 程小华；张文峰
学　校: 华南理工大学
专　业: 电力工程
关键词: 配电网 故障定位 地理信息系统 在线检测
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 202次
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内容摘要


配电网直接联系用户,其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现,又对应着不可估量的社会效益。配电网故障自动定位作为配电自动化的一个重要内容,对提高供电可靠性有很大影响,也得到了越来越多的重视。配电系统因为分支线多而复杂,在中国发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸,即使在主干线上用开关分段,也只能隔离有限的几段,要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。故障查找在中国虽研究较多,也有各种成型产品提供,但基本上都需人工现场查找,自动化水平不高。本文针对配电网故障的特点,提出了一种新的配电网接地故障检测方法,并探讨了结合故障指示器技术、GSM通信技术以及GIS(地理信息系统)技术实现配电网故障的准确定位,主要内容如下:首先,总结分析了现有的各种配电网故障区间定位与隔离方法的优缺点,并指出了这些设计原理的局限性。结合配电网故障检测的技术难点,本文采用信号注入法检测单相接地故障。在发生单相接地故障后通过安装在变电站的信号源主动向母线注入一特殊的信号,这个特殊的信号在接地点和信号源的构成的回路上流过,故障指示器检测到这个特殊信号后翻转指示接地故障,并通过GSM无线传输技术上传故障信息,从而完成故障检测。经过现场试验和运行实践表明,该方法适用面宽、准确度高。其次,研究了结合GSM技术和GIS技术实现故障的远方自动定位。借助于其通讯系统,或设置专门的远距离通信装置(如借助于GSM系统的短消息机制)将故障信息传送到远方主站系统,并利用其内部的故障检测与定位系统实现故障点的自动定位,从而实现了故障检测与定位一体化。最后,将上述研究成果应用于某地区配电网络,运行实践表明,该系统能够大大提高本地区电网可靠性。在线路发生短路及接地故障时,能够准确定位故障位置,并在短时间内汇报给主站和相关人员,从而减少了恢复供电时间,提高了供电的可靠性;减少了大量故障巡线人员,节省了巡线时间,大大提高了工作效率。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 短路故障定位方法  11-14
    1.2.1 故障测距法  11-12
    1.2.2 信号注入法  12-14
    1.2.3 户外探测法  14
  1.3 信号注入法的国内外研究现状  14-17
  1.4 本文的研究内容  17-18
第二章 基于信号注入法的故障检测技术  18-30
  2.1 配电网单相接地故障特征  18-20
  2.2 信号注入法原理  20-24
  2.3 信号注入方式  24
  2.4 故障区段定位  24-27
    2.4.1 故障距离的粗略计算  24-25
    2.4.2 基于FTU 或故障指示器的故障定位  25-27
  2.5 算例仿真  27-29
  2.6 本章总结  29-30
第三章 基于信号注入法的配电网故障定位系统的硬件组成及设计实现  30-41
  3.1 配电网故障定位系统的组成  30-31
  3.2 故障指示器的改进  31-34
    3.2.1 带通滤波器的设计  31-33
    3.2.2 故障检测探头  33-34
  3.3 子站GSM 通信  34-36
  3.4 注入信号发生装置  36-40
  3.5 本章总结  40-41
第四章 故障定位系统后台软件的开发  41-59
  4.1 故障定位后台软件组成  41-42
  4.2 网络模型构建  42-49
    4.2.1 配电网络模型  42-44
    4.2.2 基于GIS 的配电网络模型  44-49
  4.3 基于MapObjects 2.0 组件的开发  49-50
    4.3.1 Map Objects 2.0 的结构  49
    4.3.2 Map Objects 2.0 的对象  49-50
    4.3.3 Map Objects 2.0 的数据结构  50
    4.3.4 Map Objects 2.0 的特点  50
  4.4 网络拓扑分析算法  50-58
    4.4.1 基于网基结构的矩阵算法  51-53
    4.4.2 基于网形结构的矩阵算法  53-55
    4.4.3 改进的故障定位矩阵算法  55-58
  4.5 本章总结  58-59
第五章 现场试验及结果分析  59-62
  5.1 系统概述  59
  5.2 试验目的  59
  5.3 试验环境  59-60
  5.4 试验内容及结果  60-61
  5.5 本章总结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-67
附录  67-69
致谢  69-70
附件  70

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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