配电网单相接地故障保护方法研究

发布时间：2022-02-21 07:08

　　我国配电网覆盖面广、故障率高,80%以上的故障为单相接地故障。配电网单相接地故障选线与定位、单相高阻接地保护问题长期以来未得到有效解决。故障选线与定位失效、单相高阻接地保护拒动会导致系统长时间带故障运行,进而损坏电气设备、扩大故障范围、破坏系统的稳定运行,甚至造成人身伤亡。因此,快速确定故障线路与故障区段、及时切除故障对配电网的安全稳定运行具有极其重要的意义。本文在分析配电网谐振接地系统、小电阻接地系统的等值电路和单相接地故障特征的基础上,研究谐振接地系统单相接地故障选线与定位方法、谐振接地系统和小电阻接地系统的单相高阻接地保护方法。提出了基于高低频段零序阻抗特性的谐振接地系统单相接地故障选线方法。首先,定义了谐振接地系统单相接地故障的高频段、低频段,给出了高、低频段截止频率的选取原则。健全线路的零序阻抗在高、低频段呈容性;故障线路的等效零序阻抗在高频段呈容性,在低频段呈感性。因此,母线零序电压导数与健全线路零序电流的比值在高频段与低频段相等,其实际差值近似为0;母线零序电压导数与故障线路零序电流的比值在高频段与低频段不相等,其差值远大于0,据此提出基于高低频段零序阻抗特性的容差选线方... 

【文章来源】：湖南大学湖南省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 配电网单相接地故障保护的研究现状
        1.2.1 配电网谐振接地系统故障选线技术研究现状
        1.2.2 配电网谐振接地系统故障定位技术研究现状
        1.2.3 配电网单相高阻接地保护研究现状
    1.3 本文主要工作
第2章 基于零序阻抗特性的谐振接地故障选线方法
    2.1 基于高低频段零序阻抗特性的容差选线原理
        2.1.1 配电网馈线零序阻抗特性分析
        2.1.2 容差选线原理
        2.1.3 高低频段截止频率的选取
        2.1.4 故障选线步骤
    2.2 基于高低频段阻抗特性的相关分析选线原理
        2.2.1 相关分析选线原理
        2.2.2 选线特性分析
    2.3 仿真验证及示范工程故障选线验证
        2.3.1 基于高低频段阻抗特性的容差故障选线仿真验证
        2.3.2 基于高低频段阻抗特性的相关分析故障选线仿真验证
        2.3.3 示范工程故障选线验证
    2.4 本章小结
第3章 谐振接地系统单相接地故障智能定位方法
    3.1 配电网零序电流故障特性分析
    3.2 故障区段定位原理
        3.2.1 FastICA算法
        3.2.2 暂态、稳态分量的提取
        3.2.3 FCM算法
        3.2.4 故障区段定位步骤
    3.3 故障区段定位仿真及实测数据验证
        3.3.1 仿真验证
        3.3.2 实测数据验证
    3.4 本章小结
第4章 调节消弧线圈的谐振接地系统主动式故障选线与定位方法
    4.1 调节消弧线圈补偿度的故障选线方法
        4.1.1 选线原理
        4.1.2 消弧线圈补偿度的调整时刻
        4.1.3 选线步骤
    4.2 调节消弧线圈补偿度的故障区段定位方法
        4.2.1 定位原理
        4.2.2 改进的定位原理
    4.3 仿真验证
        4.3.1 调节消弧线圈补偿度的故障选线仿真验证
        4.3.2 调节消弧线圈补偿度的故障区段定位仿真验证
    4.4 本章小结
第5章 谐振接地系统单相高阻接地故障选线方法
    5.1 谐振接地系统单相高阻接地故障暂态特征分析
        5.1.1 高阻接地故障等效模型
        5.1.2 过阻尼状态暂态分析
        5.1.3 欠阻尼状态暂态分析
    5.2 谐振接地系统单相高阻接地故障选线原理
    5.3 谐振接地系统单相高阻接地故障选线仿真验证
        5.3.1 MATLAB/Simulink仿真验证
        5.3.2 RTDS仿真验证
    5.4 本章小结
第6章 小电阻接地系统单相高阻接地保护方法
    6.1 小电阻接地系统单相高阻接地故障特征分析
    6.2 小电阻接地系统单相高阻接地保护原理
        6.2.1 基本原理
        6.2.2 保护判据
        6.2.3 互感器极性反接对保护的影响
        6.2.4 启动判据
    6.3 小电阻接地系统单相高阻接地保护仿真验证
        6.3.1 基于MATLAB/Simulink的仿真验证
        6.3.2 基于RTDS实验的仿真验证
    6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间取得的研究成果
    攻读博士学位期间撰写的学术研究论文
    攻读博士学位期间授权与公开的发明专利
附录 B 攻读博士学位期间参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]谐振接地系统高阻接地故障暂态选线与过渡电阻辨识[J]. 薛永端,李娟,陈筱薷,徐丙垠,李天友.  中国电机工程学报. 2017(17)
[2]基于高频分量相关度分析的故障选线方法[J]. 刘谋海,方涛,姜运,曾祥君,黄宇浩,韦根.  电力系统及其自动化学报. 2017(02)
[3]基于多端行波到达时差的配电网故障选线方法[J]. 张健,王奕,曾祥君,张远,宁远志,曹晶.  电力科学与技术学报. 2016(04)
[4]基于改进暂态相关分析和支持向量机的电弧故障选线研究[J]. 陈奎,陈博博.  电力系统保护与控制. 2016(24)
[5]基于小波能量矩的高阻接地故障检测方法[J]. 朱晓娟,林圣,张姝,何正友.  电力自动化设备. 2016(12)
[6]基于高低频段暂态信号相关分析的谐振接地故障选线方法[J]. 汤涛,黄纯,江亚群,罗勋华,谢兴,刘鹏辉.  电力系统自动化. 2016(16)
[7]基于零序电压比率制动的小电阻接地系统接地保护[J]. 薛永端,刘珊,王艳松,徐丙垠.  电力系统自动化. 2016(16)
[8]一种识别输电线路单相接地故障下第二个反向行波的方法[J]. 雷傲宇,董新洲,施慎行.  中国电机工程学报. 2016(08)
[9]基于暂态主频分量相关性分析的故障选线方法[J]. 刘谋海,方涛,姜运,周丰,韦根,黄龙.  电力系统保护与控制. 2016(02)
[10]基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法[J]. 刘鹏辉,黄纯.  电网技术. 2016(03)

博士论文
[1]基于暂态信息的配电网单相接地故障定位技术研究[D]. 孙波.山东大学 2009
[2]基于Prony算法的小电流接地故障暂态选线技术[D]. 张新慧.山东大学 2008



本文编号：3636752