消弧线圈自动跟踪补偿与接地选线定位技术的研究

论文摘要

在各种电压等级的电力系统中，单相接地故障都是最主要的故障形式，一般占据到故障总数的70％以上。小电流接地系统发生单相接地故障时，虽然不形成短路回路，没有量值很大的短路电流，且三相线间电压依然对称，不影响负载的正常工作，可以继续运行一定时间，但是在发生单相接地后，非接地相对地的电压会升高，断续性电弧接地时还会产生弧光过电压，长期运行可能会损坏其绝缘，引发严重的相间故障。所以，在系统出现单相接地故障后，应该立即设法使其消除，在不能消除的情况下，应尽快找出故障线路和故障点，在进行必要的负荷转移后，人为地将接地设备从系统中切除。 电网对地分布电容的存在是接地点产生故障电流的主要原因，在电网的中性点与大地之间加装消弧线圈，可使容性电流得到补偿，从而使接地点的电流减小。特别是消弧线圈跟踪补偿，根据实际电网电容电流的大小，自动调节消弧线圈产生的感性电流，使两者处于平衡状态，从而使接地电流减小为量值很小的有功电流，使电弧不能维持、自动熄灭。跟踪补偿能使瞬时性接地故障自动消除，也能使永久性接地故障的危害程度大为降低，是减小故障损失的主要技术措施。 单相接地故障的自动选线与定位，能够快速地找出故障线路与故障点，有利于减小系统带故障运行的时间，也是减小接地故障损失地重要技术措施。 本论文以小电流接地系统消弧线圈的自动跟踪补偿、单相接地故障选线及故障点的定位为研究对象，旨在借鉴、总结前人工作经验教训的基础上，根据电力系统对配电网络的要求，结合现代分析方法和技术手段，提出新的工作原理，研制新型自动化装置，解决现有技术中存在的问题。具体的研究工作主要有以下几点： (1) 提出了将消弧线圈的自动跟踪补偿、单相接地故障的自动选线和故障点的自动定位三项技术一体化综合设计的思想，不仅可以减少硬件设备、简化装置的接线，而且便于不同技术、功能之间的相互配合，从而获得优化的工作性能。 (2) 首次提出了基于注入恒频信号的分布电容容抗检测、计算方法，该方法利用消弧线圈的副圈向系统注入一个恒定频率的检测信号，通过对其采集、计算，直接计算出系统的对地容抗，为实现跟踪补偿奠定基础。该方法不需要对消弧线

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 消弧线圈跟踪补偿与故障选线定位技术综述
• 1.2.1 消弧线圈跟踪补偿技术的现状
• 1.2.2 小电流接地系统单相接地故障选线技术的现状
• 1.2.3 小电流接地系统单相接地故障定位技术现状
• 1.2.4 小结
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 基于注入恒频信号的消弧线圈自动跟踪补偿技术研究
• 2.1 引言
• 2.2 应用信号注入法计算电网对地电容的基本原理
• 2.2.1 装置的基本构成
• 2.2.2 注入信号的选取与检测
• 2.2.3 数字滤波器及算法的设计
• 2.2.4 系统对地分布电容、绝缘电阻的计算
• 2.3 消弧线圈自动调节的判据
• 2.3.1 基于脱谐度绝对值最小的调节判据
• 2.3.2 按档位级差进行调节的判据
• 2.3.3 综合调节判据
• 2.4 实验室模拟实验方法研究
• 2.5 现场实验情况与结果分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于外加诊断信号的小电流接地系统接地选线技术研究
• 3.1 引言
• 3.2 应用消弧线圈注入诊断信号的接地选线技术
• 3.2.1 诊断信号注入方式的选择
• 3.2.2 注入信号的检测方法
• 3.3 信号注入式接地选线的判据及耐受过渡电阻能力的分析
• 3.3.1 接地选线的判据
• 3.3.2 最大值判据耐受过渡电阻能力的分析
• 3.3.3 过电流选线原理耐受过渡电阻能力的分析
• 3.4 信号注入式接地选线保护优化与改进措施研究
• 3.5 综合选线方法的研究
• 3.5.1 多种选线判据分析及其模糊模型的建立
• 3.5.2 复合判据进行综合决策的实现
• 3.5.3 仿真分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于注入信号法的配电线路单相接地故障定位方法
• 4.1 引言
• 4.2 基于注入信号法的配电网单相接地故障定位原理
• 4.2.1 “S注入法”定位原理的回顾
• 4.2.2 利用消弧线圈注入诊断信号
• 4.2.3 自动定位方法
• 4.2.4 基于关联矩阵的自动故障定位算法
• 4.2.5 探测器非正常工作对故障定位算法的影响分析
• 4.3 应用GSM短信通信模式实现接地故障区段的自动确定
• 4.3.1 GSM系统简介
• 4.3.2 短消息SMS
• 4.3.3 PDU数据格式分析
• 4.4 应用GSM进行接地故障自动定位的工程实例
• 4.4.1 工程概况
• 4.4.2 系统工作的流程
• 4.4.3 接地故障选线定位系统软件
• 4.5 本章小结
• 第五章 跟踪补偿选线定位一体化系统的设计
• 5.1 概述
• 5.2 注入信号电源的设计
• 5.3 跟踪补偿与选线主机的设计
• 5.4 装置的工作过程
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 攻读博士学位期间的科研情况
• 学位论文评阅及答辩情况表