10kV配电网可控电弧接地装置的研究与设计

发布时间：2020-12-22 16:50

　　在配电网中性点非有效接地运行方式下,发生单相接地故障时,若不能及时处理单相接地故障可能诱发两相短路接地故障,影响配电网的安全稳定运行,尤其以电弧形式接地的单相接地故障对电力系统的危害较大。仿真测试法难以模拟实际的电弧特征,不能全面测试单相接地故障选线的可靠性。因此本文研究了在10kV配电网运行的馈线上直接制造单相电弧接地现象且进行单相接地故障选线性能测试的装置,设计了10kV配电网可控电弧接地装置。论文采用STM32F407VET6作为主控芯片,设计了主控电路、引弧电路和灭弧电路。针对强电磁干扰的问题,采用光纤传输信号,分别控制引弧电路和灭弧电路的工作。引弧电路采用五组高压发生器引燃长间隙电弧,灭弧电路利用磁吹灭弧技术熄灭长间隙电弧。基于KeiluVision5软件设计了电压和电流信号采样程序、频率捕捉程序、通信模块程序、人机交互模块程序。通过Tektronix MDO3024示波器测得高压发生器放电的波形,验证了高压放电引弧电路设计的可行性。基于磁吹线圈的测试电路,用示波器测得磁吹线圈的工作特性波形,测试波形表明灭弧电路设计的正确性。利用10kV真型配电网单相接地故障模拟测试平台,模... 

【文章来源】： 杜赛 西安科技大学

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究状况
    1.3 本文研究的内容
2 配电网单相接地故障原理分析
    2.1 单相接地的概况
    2.2 单相接地故障的稳态分析
        2.2.1 中性点不接地系统
        2.2.2 中性点经消弧线圈接地系统
    2.3 单相接地故障的暂态分析
        2.3.1 暂态电容电流
        2.3.2 暂态电感电流
        2.3.3 暂态接地电流
    2.4 本章小结
3 可控电弧接地装置总体结构
    3.1 可控电弧接地故障装置总体框架
    3.2 电弧接地装置主控电路结构
    3.3 引弧电路
        3.3.1 引弧电路结构
        3.3.2 引弧原理
    3.4 灭弧电路
        3.4.1 灭弧电路结构
        3.4.2 灭弧原理
    3.5 本章小结
4 可控电弧接地装置的硬件设计
    4.1 电弧接地装置的主控电路设计
        4.1.1 主控芯片STM32F407VET6
        4.1.2 信号采集电路
        4.1.3 信号同步电路
        4.1.4 光纤发送电路
        4.1.5 人机交互模块电路
        4.1.6 通信模块电路
        4.1.7 辅助电源
    4.2 引弧电路设计
        4.2.1 MOS管驱动电路
        4.2.2 高压发生器驱动电路
        4.2.3 光纤接收电路
        4.2.4 弧光检测反馈电路
        4.2.5 工作电源
    4.3 灭弧电路设计
    4.4 本章小结
5 可控电弧接地装置的软件设计
    5.1 软件开发工具介绍
    5.2 嵌入式系统软件设计
        5.2.1 主程序设计
        5.2.2 信号采样程序设计
        5.2.3 频率捕捉程序设计
        5.2.4 通信模块程序设计
        5.2.5 人机交互模块程序设计
    5.3 本章小结
6 配电网电弧接地装置的应用测试
    6.1 电弧接地现场测试的基本原理
    6.2 真型配电网单相接地故障模拟测试平台
    6.3 可控电弧接地装置主要模块
        6.3.1 主控电路模块
        6.3.2 引弧电路模块
        6.3.3 灭弧电路模块
    6.4 可控电弧接地装置的性能测试
        6.4.1 高压发生器的放电测试
        6.4.2 磁吹线圈工作特性测试
        6.4.3 单相电弧接地测试结果
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得的学术成果及获奖


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于故障定位试验的配电网动态模型研究[J]. 张凤鸽,吴彤,易长松,吴希再,邓强强,杨德先.  水电能源科学. 2018(09)
[2]智能接地配电系统[J]. 刘健,芮骏,张志华,吴飞成,张小庆,余银刚.  电力系统保护与控制. 2018(08)
[3]中性点非有效接地配电网的单相接地定位能力测试技术[J]. 刘健,张小庆,申巍,权立,张志华.  电力系统自动化. 2018(01)
[4]电缆为主的10 kV配电网中性点经小电抗接地的可行性研究[J]. 李晨辉,李红岩,赵振华,张军浩.  浙江电力. 2017(11)
[5]基于可变间隙电弧模型单相弧光接地故障仿真研究[J]. 王俊乔,段文智,王万章,吴伟丽,刘勇.  当代化工研究. 2017(07)
[6]新型火花间隙特斯拉线圈的制作与仿真[J]. 陈希华,郑峻峰,胡磊.  湖南电力. 2017(S2)
[7]配电自动化系统中相间短路故障处理策略[J]. 张志华,刘健,张小庆,杜红卫,苏标龙,时金媛.  电力系统保护与控制. 2017(20)
[8]基于MCCB灭弧栅片变化对电弧电压的仿真与试验研究[J]. 武军亮,王明娣.  机械工程师. 2017(06)
[9]智能接地配电系统应用关键技术[J]. 刘健,芮骏,张志华,吴飞成,张小庆,余银刚.  供用电. 2017(05)
[10]中压电缆网接地故障的电弧建模及仿真研究[J]. 李建南,张慧媛,王鲜花,龚仁敏.  电力系统保护与控制. 2016(24)

硕士论文
[1]基于喷口射流的强气吹灭弧防雷间隙的分析与研究[D]. 余杰皓.广西大学 2019
[2]小电流接地方式对电力系统故障的影响[D]. 潘兴明.湖北工业大学 2017
[3]小电流接地系统弧光接地模型及仿真研究[D]. 王飞.山东大学 2016
[4]乌海电网单相间歇性电弧接地过电压分析与防范[D]. 贾飞.华北电力大学 2012
[5]基于嵌入式系统的配电线路单相故障定位装置的研制[D]. 杜向楠.华北电力大学 2012
[6]基于暂态功率相关分析的配电网故障定位研究[D]. 王晓卫.河南理工大学 2010
[7]小电流接地系统单相弧光接地的选线研究[D]. 魏子镪.天津大学 2010
[8]小电流接地系统单相接地故障综合选线研究[D]. 张凡.山东大学 2008
[9]小电流接地选线模拟实验系统的研制[D]. 潘永刚.华北电力大学（北京） 2003



本文编号：2932090