中性点不接地系统故障类型辨识

发布时间：2017-08-18 04:18

  本文关键词：中性点不接地系统故障类型辨识

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【摘要】：在中性点不接地系统中,单相接地故障和工频铁磁谐振均会引起中性点零序电压升高。而传统小电流接地选线装置一般依靠零序电压越限启动,不能有效辨识单相接地故障和工频铁磁谐振状态,由此可能导致选线装置和微机消谐装置发生误判。对于单相接地故障,其故障表现形式较多,单相金属性接地和单相电弧接地是其中两种比较典型的故障类型。当系统发生单相金属性接地故障时,线电压保持平衡,不影响对负荷持续供电,按相关规程可继续运行1-2小时;但系统发生单相电弧接地故障时可能会引起过系统电压,严重威胁到设备绝缘和系统安全运行,此时应当及时消除过电压。配电网发生如上三种故障时,能够准确地识别故障类型,快速地进行相应的处理并迅速恢复供电,对电网的安全运行与供电可靠性起到了举足轻重的作用。因此对中性点不接地系统如上三种故障类型的辨识具有良好的理论意义和较强的工程应用价值。论文主要针对中性点不接地系统中单相金属性接地故障、单相电弧接地故障与工频铁磁谐振三种典型故障类型进行辨识。首先分析了三种典型故障的产生机理及故障特性。分别采用节点电压法、工频熄弧理论和基尔霍夫定律推导出故障时电压量的函数表达式。在对电弧模型和电磁式电压互感器模型进行研究的基础上,分别建立单相金属性接地故障、单相电弧接地故障和工频铁磁谐振仿真模型。由于发生不同类型故障时三相电压中电压最低相的电压信号在波形畸变和幅值上存在较为明显的差异,因此论文将故障后电压最低相的电压信号的波形畸变和幅值差异作为故障特征量,采用小波多分辨率分析对原始信号进行处理,对处理后的信号进行了总谐波畸变率和小波能量的定量计算,以此作为故障辨识的判据。仿真验证论文所提出的故障类型的辨识判据是正确的和可靠的。
【关键词】：单相金属性接地故障 单相电弧接地故障 工频铁磁谐振 故障类型辨识
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM862
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-10
• 1.1 选题背景及研究意义7-8
• 1.2 研究现状分析8-9
• 1.2.1 单相金属性接地研究现状8
• 1.2.2 单相电弧接地研究现状8
• 1.2.3 工频铁磁谐振研究现状8
• 1.2.4 故障类型辨识的研究现状8-9
• 1.3 主要研究内容9-10
• 2 单相接地故障特性分析10-25
• 2.1 引言10
• 2.2 单相金属性接地故障特性分析10-13
• 2.2.1 单相接地故障等值电路10-12
• 2.2.2 故障特性分析12-13
• 2.3 单相电弧接地故障特性分析13-17
• 2.3.1 交流电弧特性分析14
• 2.3.2 故障特性分析14-17
• 2.4 单相接地故障仿真分析17-24
• 2.4.1 单相金属性接地故障仿真分析17-19
• 2.4.2 单相电弧接地故障仿真分析19-24
• 2.4.3 结论24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 工频铁磁谐振故障特性分析25-33
• 3.1 引言25
• 3.2 铁磁谐振简介25
• 3.3 工频铁磁谐振故障特征分析25-30
• 3.3.1 铁磁元件的非线性特性25-26
• 3.3.2 工频铁磁谐振的产生机理26
• 3.3.3 故障特性分析26-30
• 3.4 工频铁磁谐振仿真分析30-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 故障类型辨识33-52
• 4.1 引言33-34
• 4.2 小波分析34-43
• 4.2.1 小波多分辨率分析34-35
• 4.2.2 小波能量权重系数35
• 4.2.3 小波分解及能量权重系数的计算35-37
• 4.2.4 三种故障的小波变换及小波能量权重系数的分析37-43
• 4.3 单相电弧接地故障的识别43-47
• 4.3.1 三种故障类型下的谐波分析43-44
• 4.3.2 谐波畸变率的计算44-47
• 4.3.3 单相电弧接地辨识的判据47
• 4.4 工频铁磁谐振的识别47-49
• 4.4.1 小波能量47-48
• 4.4.2 工频铁磁谐振辨识的判据48-49
• 4.5 故障类型辨识判据49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 5 可靠性分析52-56
• 5.1 引言52
• 5.2 故障条件对判据的影响52-55
• 5.2.1 故障初相角对判据的影响52-53
• 5.2.2 过渡电阻对判据的影响53-54
• 5.2.3 谐波源对判据的影响54-55
• 5.3 本章小结55-56
• 6 总结与展望56-58
• 6.1 总结56-57
• 6.2 展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-61

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本文编号：692636