基于暂态投影法的配电网高阻接地故障处理技术研究

发布时间：2020-05-18 15:00

【摘要】：我国中低压配电网广泛采用中性点经消弧线圈接地系统(NES),这种接地方式在发生单相接地故障时,接地点的电流很小。当故障电阻大于三倍的系统零序阻抗时,可认为发生高阻接地故障(HIF),此时系统相电压的大小以及相位根据故障电阻而发生改变,系统能够在故障状态下运行一段时间。若线路长时间带故障运行,相电压升高会使得系统中设备的绝缘遭到危害,故障点温升可能引发火灾,特别是导线坠落大地故障电流流向地面引发跨步电压对人身安全造成威胁。因此发生单相接地故障时应及时选出故障线路,确定故障区段,从而排除故障。相比于金属性接地与低阻接地,HIF电气量变化不明显,处理起来更加困难。通过稳态等值电路的分析得出了过渡电阻对中性点电压、故障相电压、故障点电流造成的影响;通过暂态等值电路,分析NES暂态零序电流的构成以及影响各成分的因素。着重对HIF暂态过程进行分析,得出HIF时母线零序电压的特性,健全线路与故障线路、故障点上下游零序电流在幅值及相角上的差别,以此差别为判据基础,通过提出新的算法来放大健全线路与故障线路、故障点上下游之间的差别,从而实现故障选线、区段定位。基于上述理论分析,根据过补偿情况下HIF时线路中各检测点的工频无功功率值为正值,以此为判据对线路中反接的零序电流互感器进行辨别。通过获取母线的纯暂态电压分量以及各检测点的纯暂态电流分量,来消除由于系统不平衡电流以及稳态电流对故障特征量的影响。根据健全线路及故障点下游各检测点有功功率小,故障点上游有功功率大的特点,将各检测点纯暂态电流分量投影到母线纯暂态电压分量上来扩大健全线路与故障线路、故障点上下游幅值以及极性的差异。计算各检测点纯暂态零序经投影后的电流的动态时间弯曲距离,实现HIF的选线以及区段定位。通过ATP-EMTP软件构建配电网NES仿真模型,研究了线路中各种因素对暂态零序电流的影响。采用大量仿真实验证明本文所提算法可以准确地判定故障线路,根据选线结果有效地判定故障区段,并且在受到电磁干扰以及间歇性故障时也能取得很好的效果。最后利用具有单相接地故障处理功能的配电网自动化系统,采用本文提出的基于暂态投影法的单相HIF选线、区段定位法对实际录制波形进行验证,进一步证明了所提方法的适用性以及准确性。
【图文】：

ｔ邋／邋Ｓ逡逑图２－７不同故障电阻下的故障线路零序电流波形图逡逑对各接地电阻暂态零序电流波形进行ＦＦＴ频谱分析，结果如图２－８所示。逡逑２0［邋７＼邋＇邋＇邋＇邋’｜＿０．ｉｎ逡逑二邋Ｚ逡逑１：邋Ａ邋：逡逑０逦５００逦１０００逦１５００逦２０００逦２５００逦３０００逡逑频率／ＨＺ逡逑图２－８不同过渡电阻下的故障线路零序电流ＦＦＴ频谱分析逡逑从图２－８中可以看出故障点经小电阻接地时，暂态谐振过程受到零系统模逡逑和线模参数的影响，暂态电流中主要成分是高频分量，且远大于工频分量，持逡逑续时间较短。ＨＩＦ时暂态阶段受到系统线路零模电容、消弧线圈电感、过渡阻逡逑抗等因素的影响，谐振频率较低，，幅值较小，但持续时间可长达数个周波，系逡逑统中只含有与工频相近的低频分量。因此一些在低阻使用的频域分析方法在逡逑ＨＩＦ时较难取到理想的结果，考虑使用时域分析方法进行选线、定位。逡逑２．３高阻接地故障特征分析逡逑１８逡逑

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【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM862

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本文编号：2669905