小电流接地故障暂态机理分析

发布时间：2018-03-01 03:34

  本文关键词： 小电流接地故障 暂态机理 LC谐振 配网参数 分布电容充放电机理　出处：《中国石油大学(华东)》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：小电流接地故障暂态特征的研究对配电网中性点接地及相关技术具有重要意义,而已有暂态研究主要集中在故障检测方向,对暂态机理的研究和结论均非常有限,仅有的基于健全相与故障相分布电容充放电的暂态机理,尚未得到严格的理论分析和验证,且仅反映了部分暂态谐振过程,不够准确和全面。本文建立了基于线路分布参数包括故障点上下游的故障全网模型,从均匀传输线阻抗特性的角度分析了单条出线及各模网络阻抗的依频变化(交替呈现容性与感性)特性,给出了小电流接地故障暂态过程LC谐振机理,即暂态过程由若干组单条出线内、同模网络内的LC并联/串联谐振以及各模网络间LC串联谐振产生。该方法提出的LC谐振机理可用于分析全频域内各次谐振的产生机理及能量交换规律。模网络间串联谐振产生的暂态电流含有明确的故障位置信息,可为故障检测技术提供依据。配网内各参数的变化可能产生新的谐振条件或改变已有的谐振条件甚至使部分谐振消失。本文针对全频域内能量最大、能够反映暂态过程基本特征的主谐振过程,分析了各配网参数改变对其频率变化的影响,其中主谐振频率伴随最长健全线路长度、故障点上游线路长度变化影响较大。针对传统分布电容充放电机理,本文分别建立了单相/三相系统充、放电模型,经分析得出结论为:单相系统充、放电模型故障电流主谐振分量与全系统模型的各谐振分量都无法对应;三相系统充、放电模型因三相耦合作用无法彻底分离充电与放电过程。初步验证了传统机理的不合理性。MATLAB编程计算及ATP仿真验证了本文提出的暂态LC谐振机理、各配网参数改变对暂态主谐振影响变化规律的正确性及传统分布电容充放电暂态机理的不合理性。本文所做工作有助于全面、准确把握小电流接地故障暂态特征,不仅为故障检测和保护、过电压防护、接地补偿以至配网中性点接地方式等技术的发展提供理论依据,也是未来智能配电网中相关技术研究的基础。
[Abstract]:The study of transient characteristics of low-current grounding faults is of great significance to neutral grounding and related technologies in distribution networks. However, the existing transient studies are mainly focused on the direction of fault detection, and the research and conclusions on transient mechanism are very limited. The only transient mechanism of capacitive charge and discharge based on sound phase and fault phase distribution has not been strictly theoretically analyzed and verified, and only reflects part of the transient resonant process. It is not accurate and comprehensive. In this paper, a fault network model based on line distribution parameters including upstream and downstream fault points is established. From the point of view of impedance characteristic of uniform transmission line, the frequency variation (alternating capacitive and inductive) characteristics of impedance of single output line and each mode network are analyzed, and the LC resonance mechanism of transient process of small current grounding fault is given. That is, the transient process is made up of several groups of single lines, LC parallel / series resonance in the same mode network and LC series resonance in each mode network. The LC resonance mechanism proposed by this method can be used to analyze the generation mechanism and energy exchange law of each resonance in the full frequency domain. The transient current generated by series resonance contains specific fault location information. It can provide the basis for fault detection technology. The variation of parameters in the distribution network may produce new resonance conditions or change the existing resonant conditions or even make some resonance disappear. In this paper, the maximum energy in the whole frequency domain can be obtained. The main resonance process, which can reflect the basic characteristics of the transient process, is analyzed. The influence of the change of the distribution network parameters on the frequency change is analyzed, in which the main resonant frequency is accompanied by the longest sound line length. According to the traditional distributed capacitance charging and discharging mechanism, the charging and discharging models of single-phase / three-phase system are established in this paper. The main resonance component of the fault current in the discharge model can not correspond to the resonance component of the whole system model. Because of the three-phase coupling, the discharge model can not completely separate the charging and discharging process. The unreasonableness of the traditional mechanism is preliminarily verified. MATLAB programming and ATP simulation verify the transient LC resonance mechanism proposed in this paper. The influence of the distribution network parameters on the transient main resonance is correct and the traditional distributed capacitance charge-discharge transient mechanism is not reasonable. The work done in this paper is helpful to comprehensively and accurately grasp the transient characteristics of the small current grounding fault. It not only provides the theoretical basis for the development of fault detection and protection, over-voltage protection, grounding compensation and neutral grounding mode of distribution network, but also is the basis of related technology research in smart distribution network in the future.
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM862

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本文编号：1550252