基于故障指示器的中压线路接地故障诊断方法研究
发布时间：2021-01-24 14:47
配电网作为连接电力系统与终端用户的桥梁,由于其自身结构的复杂性,导致了配网线路故障频发,并且终端用户的停电问题多数也是由于配网故障而引起的。如何能够快速、准确地识别配电网故障类型对于建设坚强的智能配电网是非常重要的。故障指示器作为中压配网中广泛使用的故障监测设备,在单相接地故障检测中存在着误报和漏报问题,因此研究如何提高故障指示器对单相接地的识别率具有实际工程意义。本文以配网架空线路暂态录波型故障指示器为研究对象,对其存在的单相接地误报率较高的问题在故障诊断判据以及硬件电路设计方面进行了改进。首先对配电网中性点不接地、中性点经高阻接地以及经消弧线圈三种接地方式下的单相接地故障的特征进行研究,根据接地电阻的性质再将单相接地故障分为经固定阻值接地以及弧光接地故障,并对其故障特征进行了详细分析。其次介绍了故障指示器故障诊断的工作原理,并针对目前故障诊断方法的不足之处,确定了一种简单实用的故障诊断判据,该判据是利用线路发生不同类型故障时各相电流突变量和电场变化的不同进行故障诊断。最后在Matlab仿真软件搭建10kV配电网模型,仿真获取线路故障信息,检验所提出故障判据的准确性。仿真实验结果表明...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PCB型罗氏线圈
2基于故障指示器的中压线路故障监测系统结构与方法11来的数据进行接受及处理，并将处理好的数据上传至主站，主站再进行故障诊断[49]。2.1.4暂态录波型故障指示器的工作原理每三个故障指示器组成一组，分别安装在A、B、C三相配电网架空线路上，多组故障指示器和一个汇集单元配合。采集单元包括电流互感器和电场传感器等，能够在线实时采集线路发生故障时的电流及电场变化信息，并利用无线通信的方式将采集到的线路信息上传至汇集单元。而汇集单元对发送过来的电流及电场信息进行处理，并同时通过GPRS与配电网主站系统进行无线通讯。采集单元通过压线弹簧悬挂在架空输电线路上，而汇集单元一般固定在电杆上[50]。图2-5为暂态录波型故障指示器安装位置示意图。图2-5暂态录波型故障指示器安装图Fig.2-5Installationdiagramoftransientrecorderfaultindicator故障指示器系统则是由故障指示器和调控室的主站系统两部分构成。当主站系统通过GPRS接收到汇集单元发送的故障信息之后，并利用故障诊断算法进行故障诊断，并判断故障点发生的位置。图2-6为暂态录波型故障指示器系统示意图。A相采集单元B相采集单元C相采集单元无线通信GPRS汇集单元主站系统图2-6暂态录波型故障指示器系统Fig.2-6Transientrecordingfaultindicatorsystem线路发生短路故障时会出现很大的短路电流，而利用短路电流急剧突变的这一故障特征，故障判据方法通常是当线路的电流大于某一整定值时，且其持续的时间在某一个范围内时动作[51]。因此故障指示器可以通过采集单元检测的电流信息自行判断故障发生的位置，确定故障发生的位置后，故障点所在的位置以及它到电源侧这一区段所安装的所有故
4实验系统设计及结果分析494实验系统设计及结果分析4.1实验系统设计本节的主要内容是对故障指示器硬件部分进行设计，其中包括主控芯片MCU、无线通讯芯片、电源模块以及信号采集模块的设计。图4-1为故障指示器样机示意图。（a）故障指示器样机正面图（b）故障指示器样机背面图图4-1故障指示器样机图Fig.4-1Faultindicatorprototype利用实验室模拟系统对故障指示器的各个功能模块进行了测试实验，系统实验图如图4-2所示，用高压模拟源作为系统的供电电源，可以提供不同等级的电压，负载为3个串联的8Ω电阻，故障指示器固定在线路上检测电路的信息。图4-2硬件实验现场连接图Fig.4-2Hardwareexperimentsiteconnectiondiagram4.1.1电流采样信号的处理当配电网发生故障时，线路的电流会发生较为显著的变化，因为本文设计的基于故障指示器故障类型诊断的判定流程中，主要是通过实时采样线路电流的变化情况来判定线路
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高频测试信号注入的配电网故障节点在线识别方法[J]. 戚振彪,凌松,刘文烨,刘志祥,俞飞. 电力系统保护与控制. 2020(04)
[2]配电网故障自适应识别技术的研究[J]. 王冰清,汪文达. 自动化应用. 2019(11)
[3]变电站10kV系统中性点消弧线圈并联小电阻接地技术的研究与应用[J]. 肖星,李新海,周恒,曾令诚,罗其锋,雷旺,林洋益. 电力设备管理. 2019(10)
[4]配电网柔性接地暂态过程分析与优化方法研究[J]. 周江华,万山明,闫文博,杨屹洲,张勇,华志超. 高电压技术. 2019(10)
[5]配电网接地故障保护若干问题的探讨[J]. 徐丙垠,薛永端,冯光,王超. 电力系统自动化. 2019(20)
[6]配电线路故障指示器在配电自动化建设中的应用分析[J]. 董春晨,杨成飞,师同彦. 电工技术. 2019(14)
[7]考虑系统不对称的小电流接地故障相识别[J]. 张林利,张毅,薛永端,王超,邵志敏. 电力自动化设备. 2019(04)
[8]基于五次谐波法与改进型锁相环结合的配电网故障选线研究[J]. 王建元,张峥,杨爽. 东北电力大学学报. 2018(03)
[9]暂态录波型故障指示器在10kV配网中的应用[J]. 王帅,宋晓东,王善龙,卢治江,李立生. 山东工业技术. 2018(12)
[10]适用于小电流接地系统的暂态特征型故障指示器技术研究[J]. 肖小兵,徐长宝,黄亮亮,林呈辉,温彦军,桂军国,陈超. 电子器件. 2018(02)
博士论文
[1]配电线路在线故障识别与诊断方法研究[D]. 翟进乾.重庆大学 2012
[2]基于暂态信息的配电网单相接地故障定位技术研究[D]. 孙波.山东大学 2009
硕士论文
[1]非直接接地系统单相接地故障的研究[D]. 李永飞.沈阳工业大学 2019
[2]暂态录波型故障指示器系统关键技术研究[D]. 周文慧.哈尔滨工业大学 2019
[3]中压配电网电能质量网损影响分析及综合评估[D]. 任博.燕山大学 2019
[4]小电流接地系统单相弧光接地故障特性分析及仿真研究[D]. 陈旭.华北电力大学 2018
[5]故障指示器信号录波同步和检测算法研究[D]. 李振龙.华北电力大学 2018
[6]基于无线通信的单相接地故障指示器关键技术研究[D]. 姜帅.山东理工大学 2017
[7]10kV架空线路故障指示器系统应用设计与实现[D]. 郝征宇.华北电力大学 2017
[8]基于故障指示器的配电网故障定位研究[D]. 刘乾.广西大学 2016
[9]新型故障指示器的研制[D]. 李程.华北电力大学 2013
[10]基于GPRS的低压配电网监测终端设计[D]. 郭建春.南昌大学 2010
本文编号：2997431
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PCB型罗氏线圈
2基于故障指示器的中压线路故障监测系统结构与方法11来的数据进行接受及处理，并将处理好的数据上传至主站，主站再进行故障诊断[49]。2.1.4暂态录波型故障指示器的工作原理每三个故障指示器组成一组，分别安装在A、B、C三相配电网架空线路上，多组故障指示器和一个汇集单元配合。采集单元包括电流互感器和电场传感器等，能够在线实时采集线路发生故障时的电流及电场变化信息，并利用无线通信的方式将采集到的线路信息上传至汇集单元。而汇集单元对发送过来的电流及电场信息进行处理，并同时通过GPRS与配电网主站系统进行无线通讯。采集单元通过压线弹簧悬挂在架空输电线路上，而汇集单元一般固定在电杆上[50]。图2-5为暂态录波型故障指示器安装位置示意图。图2-5暂态录波型故障指示器安装图Fig.2-5Installationdiagramoftransientrecorderfaultindicator故障指示器系统则是由故障指示器和调控室的主站系统两部分构成。当主站系统通过GPRS接收到汇集单元发送的故障信息之后，并利用故障诊断算法进行故障诊断，并判断故障点发生的位置。图2-6为暂态录波型故障指示器系统示意图。A相采集单元B相采集单元C相采集单元无线通信GPRS汇集单元主站系统图2-6暂态录波型故障指示器系统Fig.2-6Transientrecordingfaultindicatorsystem线路发生短路故障时会出现很大的短路电流，而利用短路电流急剧突变的这一故障特征，故障判据方法通常是当线路的电流大于某一整定值时，且其持续的时间在某一个范围内时动作[51]。因此故障指示器可以通过采集单元检测的电流信息自行判断故障发生的位置，确定故障发生的位置后，故障点所在的位置以及它到电源侧这一区段所安装的所有故
4实验系统设计及结果分析494实验系统设计及结果分析4.1实验系统设计本节的主要内容是对故障指示器硬件部分进行设计，其中包括主控芯片MCU、无线通讯芯片、电源模块以及信号采集模块的设计。图4-1为故障指示器样机示意图。（a）故障指示器样机正面图（b）故障指示器样机背面图图4-1故障指示器样机图Fig.4-1Faultindicatorprototype利用实验室模拟系统对故障指示器的各个功能模块进行了测试实验，系统实验图如图4-2所示，用高压模拟源作为系统的供电电源，可以提供不同等级的电压，负载为3个串联的8Ω电阻，故障指示器固定在线路上检测电路的信息。图4-2硬件实验现场连接图Fig.4-2Hardwareexperimentsiteconnectiondiagram4.1.1电流采样信号的处理当配电网发生故障时，线路的电流会发生较为显著的变化，因为本文设计的基于故障指示器故障类型诊断的判定流程中，主要是通过实时采样线路电流的变化情况来判定线路
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高频测试信号注入的配电网故障节点在线识别方法[J]. 戚振彪,凌松,刘文烨,刘志祥,俞飞. 电力系统保护与控制. 2020(04)
[2]配电网故障自适应识别技术的研究[J]. 王冰清,汪文达. 自动化应用. 2019(11)
[3]变电站10kV系统中性点消弧线圈并联小电阻接地技术的研究与应用[J]. 肖星,李新海,周恒,曾令诚,罗其锋,雷旺,林洋益. 电力设备管理. 2019(10)
[4]配电网柔性接地暂态过程分析与优化方法研究[J]. 周江华,万山明,闫文博,杨屹洲,张勇,华志超. 高电压技术. 2019(10)
[5]配电网接地故障保护若干问题的探讨[J]. 徐丙垠,薛永端,冯光,王超. 电力系统自动化. 2019(20)
[6]配电线路故障指示器在配电自动化建设中的应用分析[J]. 董春晨,杨成飞,师同彦. 电工技术. 2019(14)
[7]考虑系统不对称的小电流接地故障相识别[J]. 张林利,张毅,薛永端,王超,邵志敏. 电力自动化设备. 2019(04)
[8]基于五次谐波法与改进型锁相环结合的配电网故障选线研究[J]. 王建元,张峥,杨爽. 东北电力大学学报. 2018(03)
[9]暂态录波型故障指示器在10kV配网中的应用[J]. 王帅,宋晓东,王善龙,卢治江,李立生. 山东工业技术. 2018(12)
[10]适用于小电流接地系统的暂态特征型故障指示器技术研究[J]. 肖小兵,徐长宝,黄亮亮,林呈辉,温彦军,桂军国,陈超. 电子器件. 2018(02)
博士论文
[1]配电线路在线故障识别与诊断方法研究[D]. 翟进乾.重庆大学 2012
[2]基于暂态信息的配电网单相接地故障定位技术研究[D]. 孙波.山东大学 2009
硕士论文
[1]非直接接地系统单相接地故障的研究[D]. 李永飞.沈阳工业大学 2019
[2]暂态录波型故障指示器系统关键技术研究[D]. 周文慧.哈尔滨工业大学 2019
[3]中压配电网电能质量网损影响分析及综合评估[D]. 任博.燕山大学 2019
[4]小电流接地系统单相弧光接地故障特性分析及仿真研究[D]. 陈旭.华北电力大学 2018
[5]故障指示器信号录波同步和检测算法研究[D]. 李振龙.华北电力大学 2018
[6]基于无线通信的单相接地故障指示器关键技术研究[D]. 姜帅.山东理工大学 2017
[7]10kV架空线路故障指示器系统应用设计与实现[D]. 郝征宇.华北电力大学 2017
[8]基于故障指示器的配电网故障定位研究[D]. 刘乾.广西大学 2016
[9]新型故障指示器的研制[D]. 李程.华北电力大学 2013
[10]基于GPRS的低压配电网监测终端设计[D]. 郭建春.南昌大学 2010
本文编号：2997431
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