基于暂态录波型故障指示器系统的小电流接地定位技术研究
发布时间：2021-11-21 08:26
我国配电网常采用中性点非有效接地的运行方式,该运行方式可明显提高系统的供电可靠性,但也存在发生小电流接地故障后,故障电流微弱、接地电弧不稳定等缺点,致使难以提取有效的故障特征,导致故障点的排查较为困难。故障指示器可以在故障后快速的锁定故障点所在区段,在配电网定位方面具有独特优势。目前基于故障指示器的定位技术已成为近几年的研究热点,但对于经高阻接地的故障仍然很难准确判断。为了提高在高阻接地下的定位准确率,本文对小电流接地故障的选线和区段定位方法展开研究。首先,对现有的故障选线和定位方法进行了归纳,对其原理和优缺点进行了总结;通过对小电流接地故障的暂稳态特征进行理论分析,指出利用故障后的暂态量定位具有特征明显、适用性强的优点。利用Matlab/Simulink平台搭建了小电流接地系统仿真模型,对故障后的暂稳态特征进行了验证。其次,制定了基于特征频段的暂态零模能量选线算法。针对现有暂态选线方法的故障成立时间短、相电压较低时发生故障选线准确性差的问题,本文从零模网络的相频特征入手,对暂态零模电流在特征频段内的分布规律进行了研究,给出特征频段的范围及求取方法,并基于特征频段内零模电流和零模电压的...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小电流系统仿真模型
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文（2）零模电流暂态特征图2-11和图2-12为不同故障初相角时，两种运行方式下对应的暂态零模电流。仿真时间t/s（a）故障初相角90°零模电流/A故障线路暂态零模电流健全线路暂态零模电流0.020.0250.030.0350.04-80-60-40-200204060801001200.0250.0260.0270.0280.0290.030.0310.032-20020线路3零模电流线路2零模电流线路1零模电流线路4零模电流线路5零模电流0.020.0250.030.0350.04-30-20-1001020304050健全线路暂态零模电流故障线路暂态零模电流0.0250.0260.0270.0280.0290.0300.0310.032-150-55-10零模电流/A仿真时间t/s（b）故障初相角30°线路5零模电流线路4零模电流线路3零模电流线路2零模电流线路1零模电流图2-11中性点不接地系统暂态零模电流对比图2-11（a）和2-12（a）可知，在故障初相角90°即故障相电压最大的时候发生故障，两种运行方式对应的暂态过程基本一致。在0.02~0.025s时间段内，故障线路和健全线路的零模电流满足极性相反的故障特征，且幅值也远大于稳态时的电流幅值。因此，利用故障初期的暂态特征制定相应的选线算法可以不受中性点运行方式的影响，且灵敏度更高。-17-
路暂态零模电流0.0250.020.03仿真时间t/s0.0350.04-100-500501000.0250.0260.0270.0280.0290.030.0310.032-20-1001020线路3零模电流线路2零模电流线路1零模电流线路4零模电流线路5零模电流仿真时间t/s（b）故障初相角30°零模电流/A健全线路暂态零模电流故障线路暂态零模电流0.020.0250.030.0350.04-20-10010203040-50.0260.0270.0280.0290.030.0310.032051015线路3零模电流线路2零模电流线路4零模电流线路5零模电流线路1零模电流0.025图2-12谐振接地系统暂态零模电流不过从上述结果也能看出，故障特征的成立时间显然小于暂态过程的持续时间。这是因为在理论分析时只考虑了主谐振分量，对零模电流中的主谐振分量而言，故障线路和健全线路是满足极性相反特征的。而实际上受线路分布参数的影响，各线路的零模电流是主谐振分量和他频率分量的叠加。由于线路长度不同，因此各线路在不同频率下对应的零模电流也有所不同，在时域上表现出来的结果便是叠加后各线路的零模电流畸变程度也不相同。在故障初期，主谐振分量占主导作用，使得暂态零模电流的在故障线路和健全线路中基本满足极性相反特征，而当主谐振分量衰减到一定程度后，各线路零模电流发生明显的畸变，因此故障特征也不再成立了。此外，通过对比图2-11（b）和图2-12（b）还能发现，对中性点不接地系统，故障特征的持续时间与故障初相角无关；而对谐振接地系统，虽然故障后短时间内各线路的零模电流依然满足极性相反特征，但故障初相角越小，消弧线圈提供的直流衰减分量作用越明显，导致故障特征成立的时间越短，这对利用暂态特征选线来说显然是不利的。由于时域法只能对暂态过程从宏观上进行解释，无法
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于注入信号与小波能量的小电流接地故障选线研究[J]. 王建元,张峥. 电测与仪表. 2018(05)
[2]小电流接地故障无功功率分析及选线新方法[J]. 潘本仁,宋华茂,张秋凤,熊华强,俞小勇. 电力系统保护与控制. 2017(14)
[3]基于配电自动化技术的小电流接地故障区段定位方法[J]. 姜建,刘家齐,李燕青,宋乐. 电测与仪表. 2017(03)
[4]基于改进PSO优化模糊神经网络的配电网故障选线研究[J]. 王磊,曹现峰,骆玮. 电气技术. 2016(03)
[5]中性点经消弧线圈接地系统小电流接地故障暂态等值电路及暂态分析[J]. 薛永端,李娟,徐丙垠. 中国电机工程学报. 2015(22)
[6]基于线路暂态重心频率的配电网故障区段定位[J]. 张姝,杨健维,何正友,李小鹏. 中国电机工程学报. 2015(10)
[7]基于信息融合的配网故障选线仿真与研究[J]. 周杨珺,俞小勇,梁朔,欧世锋,高立克,孙云莲. 广西电力. 2015(01)
[8]小电流接地系统故障定位新方法[J]. 张耘川,苏宏升. 电力系统及其自动化学报. 2015(02)
[9]基于小波优化神经网络的故障定位算法研究[J]. 臧川,江冰,薛心怡,殷杰. 电子技术应用. 2014(06)
[10]配电网故障自动定位技术研究综述[J]. 唐金锐,尹项根,张哲,杨晨,叶磊,戚宣威,林瑨. 电力自动化设备. 2013(05)
硕士论文
[1]暂态录波型故障指示器系统关键技术研究[D]. 周文慧.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于故障指示器的小电流接地故障定位研究[D]. 梁恒福.山东理工大学 2017
[3]配电网故障定位技术的研究[D]. 马草原.山东大学 2014
[4]小电流接地系统故障定位技术研究[D]. 唐华.北京交通大学 2014
[5]基于注入法配电网单相接地故障选线装置的研制[D]. 张晋轩.广西大学 2013
[6]利用暂态无功功率的配电网单相接地故障选线研究[D]. 陈正.山东理工大学 2013
[7]配电网单相接地故障定位新技术研究[D]. 郑朝.华北电力大学 2012
[8]复小波包变换及其在小电流接地选线中的应用[D]. 周登登.西南交通大学 2010
[9]基于注入法的小电流接地系统单相接地故障定位方法[D]. 郑罡.山东大学 2007
本文编号：3509139
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小电流系统仿真模型
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文（2）零模电流暂态特征图2-11和图2-12为不同故障初相角时，两种运行方式下对应的暂态零模电流。仿真时间t/s（a）故障初相角90°零模电流/A故障线路暂态零模电流健全线路暂态零模电流0.020.0250.030.0350.04-80-60-40-200204060801001200.0250.0260.0270.0280.0290.030.0310.032-20020线路3零模电流线路2零模电流线路1零模电流线路4零模电流线路5零模电流0.020.0250.030.0350.04-30-20-1001020304050健全线路暂态零模电流故障线路暂态零模电流0.0250.0260.0270.0280.0290.0300.0310.032-150-55-10零模电流/A仿真时间t/s（b）故障初相角30°线路5零模电流线路4零模电流线路3零模电流线路2零模电流线路1零模电流图2-11中性点不接地系统暂态零模电流对比图2-11（a）和2-12（a）可知，在故障初相角90°即故障相电压最大的时候发生故障，两种运行方式对应的暂态过程基本一致。在0.02~0.025s时间段内，故障线路和健全线路的零模电流满足极性相反的故障特征，且幅值也远大于稳态时的电流幅值。因此，利用故障初期的暂态特征制定相应的选线算法可以不受中性点运行方式的影响，且灵敏度更高。-17-
路暂态零模电流0.0250.020.03仿真时间t/s0.0350.04-100-500501000.0250.0260.0270.0280.0290.030.0310.032-20-1001020线路3零模电流线路2零模电流线路1零模电流线路4零模电流线路5零模电流仿真时间t/s（b）故障初相角30°零模电流/A健全线路暂态零模电流故障线路暂态零模电流0.020.0250.030.0350.04-20-10010203040-50.0260.0270.0280.0290.030.0310.032051015线路3零模电流线路2零模电流线路4零模电流线路5零模电流线路1零模电流0.025图2-12谐振接地系统暂态零模电流不过从上述结果也能看出，故障特征的成立时间显然小于暂态过程的持续时间。这是因为在理论分析时只考虑了主谐振分量，对零模电流中的主谐振分量而言，故障线路和健全线路是满足极性相反特征的。而实际上受线路分布参数的影响，各线路的零模电流是主谐振分量和他频率分量的叠加。由于线路长度不同，因此各线路在不同频率下对应的零模电流也有所不同，在时域上表现出来的结果便是叠加后各线路的零模电流畸变程度也不相同。在故障初期，主谐振分量占主导作用，使得暂态零模电流的在故障线路和健全线路中基本满足极性相反特征，而当主谐振分量衰减到一定程度后，各线路零模电流发生明显的畸变，因此故障特征也不再成立了。此外，通过对比图2-11（b）和图2-12（b）还能发现，对中性点不接地系统，故障特征的持续时间与故障初相角无关；而对谐振接地系统，虽然故障后短时间内各线路的零模电流依然满足极性相反特征，但故障初相角越小，消弧线圈提供的直流衰减分量作用越明显，导致故障特征成立的时间越短，这对利用暂态特征选线来说显然是不利的。由于时域法只能对暂态过程从宏观上进行解释，无法
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于注入信号与小波能量的小电流接地故障选线研究[J]. 王建元,张峥. 电测与仪表. 2018(05)
[2]小电流接地故障无功功率分析及选线新方法[J]. 潘本仁,宋华茂,张秋凤,熊华强,俞小勇. 电力系统保护与控制. 2017(14)
[3]基于配电自动化技术的小电流接地故障区段定位方法[J]. 姜建,刘家齐,李燕青,宋乐. 电测与仪表. 2017(03)
[4]基于改进PSO优化模糊神经网络的配电网故障选线研究[J]. 王磊,曹现峰,骆玮. 电气技术. 2016(03)
[5]中性点经消弧线圈接地系统小电流接地故障暂态等值电路及暂态分析[J]. 薛永端,李娟,徐丙垠. 中国电机工程学报. 2015(22)
[6]基于线路暂态重心频率的配电网故障区段定位[J]. 张姝,杨健维,何正友,李小鹏. 中国电机工程学报. 2015(10)
[7]基于信息融合的配网故障选线仿真与研究[J]. 周杨珺,俞小勇,梁朔,欧世锋,高立克,孙云莲. 广西电力. 2015(01)
[8]小电流接地系统故障定位新方法[J]. 张耘川,苏宏升. 电力系统及其自动化学报. 2015(02)
[9]基于小波优化神经网络的故障定位算法研究[J]. 臧川,江冰,薛心怡,殷杰. 电子技术应用. 2014(06)
[10]配电网故障自动定位技术研究综述[J]. 唐金锐,尹项根,张哲,杨晨,叶磊,戚宣威,林瑨. 电力自动化设备. 2013(05)
硕士论文
[1]暂态录波型故障指示器系统关键技术研究[D]. 周文慧.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于故障指示器的小电流接地故障定位研究[D]. 梁恒福.山东理工大学 2017
[3]配电网故障定位技术的研究[D]. 马草原.山东大学 2014
[4]小电流接地系统故障定位技术研究[D]. 唐华.北京交通大学 2014
[5]基于注入法配电网单相接地故障选线装置的研制[D]. 张晋轩.广西大学 2013
[6]利用暂态无功功率的配电网单相接地故障选线研究[D]. 陈正.山东理工大学 2013
[7]配电网单相接地故障定位新技术研究[D]. 郑朝.华北电力大学 2012
[8]复小波包变换及其在小电流接地选线中的应用[D]. 周登登.西南交通大学 2010
[9]基于注入法的小电流接地系统单相接地故障定位方法[D]. 郑罡.山东大学 2007
本文编号：3509139
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