外加高频探测信号的配电网自适应重合闸

发布时间：2020-12-08 22:42

　　近年来,随着电缆线路在城市配电网络中的使用占比逐年增加,对于电缆上发生的故障大多数为永久性故障的情况,无法识别故障类型的传统自动重合闸存在着局限性。当传统的自动重合闸重合于永久性故障时,其产生的短路电流会对系统造成二次冲击,影响电力系统的供电可靠性,同时断路器连续两次切断短路电流,也会降低断路器的使用寿命和绝缘能力。针对这一问题,本文进行了以下工作:设计了 一种基于外加高频探测信号的配电网自适应重合闸装置,该装置在故障发生后经过一段熄弧时间后向故障馈线注入高频率的探测信号。对采样到的故障馈线上的暂态电压、电流进行加窗FFT分析,通过瞬时性故障和永久性故障时其探测信号基波电阻的差异性来识别故障类型。对自适应重合闸装中整流电路元件参数、滤波电容容量、逆变电路元件参数、LC滤波器、脉冲变压器进行了设计。使用PSCAD仿真软件来搭建仿真模型。对包括线路类型、配电变压器、等效负载等配电线路模型进行了设计。通过一系列仿真分析了不同故障位置、配电线路类型、负荷容量、逆变器投入相角、过渡电阻对探测信号基波电阻的影响。根据这些影响因素,得出最不利条件下瞬时性故障最小值和永久性故障最大值,从而计算出故障判... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三相一次自动重合闸装置的组成

基于外加高频探测信号的配电网自适应重合闸研究72基于外加高频探测信号的配电网自适应重合闸研究自动重合闸作为电力系统继电保护的重要环节之一，对提高电力系统供电可靠性和电力系统并列运行的稳定性方面发挥着巨大的作用。传统的配电网自动重合闸无法在故障发生时区分故障类型，重合于永久性故障时会使得电力系统遭受二次冲击并降低断路器绝缘强度，影响供电可靠性。如果在电力线路上安装能够区分故障类型的自适应重合闸，将会极大地提高电力系统可靠性和稳定性。2.1基本原理本文针对传统的配电网自动重合闸具有盲目重合的特点，提出了一种基于外加高频探测信号的配电网自适应重合闸方案，其自适应重合闸装置的组成如图2-1的虚线框内所示。图2-1基于外加高频探测信号的配电网自适应重合闸Fig.2-1Compositionoftheproposedadaptivereclosingdevicebasedonhighfrequencydetection该自适应重合闸装置由取电变压器TV1、信号耦合变压器TV2、整流电路、滤波电容Cf、高频逆变电路、逆变滤波器、辅助开关S、电压电流采样电路和测控单元组成。配电线路正常运行时，辅助开关S处于分断状态，自适应重合闸装置不动作。当其发生短路故障时，断路器CB跳闸，延时一段时间等待熄弧后，测控单元控制辅助开关S闭合，该装置通过TV1从断路器CB源测取电并整流滤波作为逆变器的电源，然后将逆变器产生的高频探测信号加入馈线。对采集到的电压和电流信号进行处理和分析，从而判断出故障类型。若线路上发生了永久性故障，则控制辅助开关断开，并通知断路器CB闭锁；若线路上发生了瞬时性故障，则控制辅助开关断开，并通知断路器CB重合。

西安理工大学硕士学位论文82.2理论分析首先从理论上分析瞬时性故障和永久性故障发生时配电线路上相间探测信号基波电阻的理论表达式，并由此推导出故障判据。由图2-1可得，当辅助开关S闭合后，配电网瞬时性故障和永久性故障发生时其探测信号基波电阻的等效电路如图2-2和图2-3所示。图2-2瞬时性故障等效电路图Fig.2-2Equivalentcircuitdiagramoftemporaryfault其中，Rl、Xl分别为配电线路上发生瞬时性故障时其等效电阻、电抗；XT为配电变压器漏抗；Rload、Xload分别为配电线路所带负载的等效电阻、电抗。Rl1、Xl1、Rl2、Xl2分别为永久性故障发生时故障点前后的配电线路等效电阻、电抗；XT1、XT2分别为永久性故障发生时故障点前后配电变压器漏抗；Rload1、Xload1、Rload2、Xload2分别为永久性故障发生时故障点前后配电线路所带负载的等效电阻、电抗；Rf为永久性故障发生时的过渡电阻。图2-3永久性故障等效电路图Fig.2-3Equivalentcircuitdiagramofpermanentfault为了对故障发生时的探测信号基波电阻进行分析，可以将图2-1简化为一个无源一端口系统如图2-4所示，通过控制IGBT的开断对其施加激励电压du(t)，基于du(t)和响应电流di(t)在频域内的线性关系可以获得其在基波频率下的等效电阻[41]。


本文编号：2905797