基于分段传递函数的输电线路接地故障在线监测方法研究

论文摘要

随着电网规模不断扩大,电网结构也不断复杂,输电电压等级也不断提高,输电线故障发生的概率也在增加。若故障无法及时排除将会给国民经济带来巨大损失,也会给人民的日常生活带来不便。系统运行的可靠性直接受到输电线故障的影响,对故障及时进行排除有利于减小停电损失,既有很大的经济效益,也有很大的社会效益。据统计,在配网线路故障中,单相接地故障发生的次数几乎占绝大部分。所以寻求一种输电线路接地故障在线监测的有效方法对输电线安全可靠运行非常重要。本文针对架空输电线路的接地故障在线监测提出一种基于分段传递函数的输电线路接地故障在线监测新方法,实现输电线路接地故障的在线监测。本文将传递函数引入输电线路接地故障监测中,给出了2个新的定义,由此推导出了分段传递函数的模值的相对偏差Ei,通过对Ei的分析,得出基于分段传递函数的输电线接地故障检测原理,并将Ei确定为能正确反映输电线路接地故障征兆的故障特征量。运用基于分段传递函数的输电线接地故障检测原理,建立了相应的基于分段传递函数的输电线接地故障监测算法。通过有关文献的数据,给出了本文要仿真的10kV、LGJ-70型号的钢芯铝绞线架空输电线路各等效电路参数。基于SIMULINK建立了架空输电线路电力载波仿真模型,为基于分段传递函数的架空输电线路的接地故障在线监测提供了有效仿真平台。通过分析研究,得出了选择电力载波频率的一些基本原则,并根据这些基本原则,本文最终选择的电力载波频率为95.5kHz。然后对架空输电线路的低阻接地故障、高阻故障进行了仿真分析研究。仿真实验结果表明,对于架空输电线路的低阻接地故障、高阻接地故障,基于分段传递函数的输电线接地故障监测算法都能有效、正确的识别出故障发生位置,验证了基于分段传递函数的输电线路接地故障在线监测方法的有效性。最后研究了输电线路负载阻抗的变化对基于分段传递函数的输电线接地故障监测算法的影响,寻找到了本文所提方法的一些不足之处,为以后的更深入的研究提供参考。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 输电线路故障在线监测研究意义
• 1.2 输电线路故障检测的国内外研究现状
• 1.2.1 行波法
• 1.2.2 故障分析法
• 1.2.3 智能化测距法
• 1.2.4 输电线高阻故障的特点
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 基于分段传递函数的输电线接地故障检测原理
• 2.1 概述
• 2.2 输电线路等效模型
• 2.3 分段传递函数的导出
• 2.4 基于分段传递函数的输电线接地故障检测原理
• 2.5 基于分段传递函数的输电线接地故障监测算法
• 2.6 小结
• 3 架空输电线路接地故障在线监测
• 3.1 架空线参数
• 3.2 基于电力载波输电线路的仿真模型
• 3.3 电力载波频率的选择
• 3.4 小结
• 4 架空输电线路接地故障的在线监测与诊断方法研究
• 4.1 基于分段传递函数的架空输电线路正常运行状态的特征分析
• 4.2 输电线低阻接地故障的仿真分析
• 4.2.1 过渡电阻为 50Ω 时的输电线接地故障仿真
• 4.2.2 过渡电阻为200Ω 时的输电线接地故障仿真
• 4.3 输电线高阻接地故障的仿真分析
• 4.3.1 过渡电阻为1000Ω 时的输电线接地故障仿真
• 4.3.2 过渡电阻为1800Ω时的输电线接地故障仿真
• 4.4 负载阻抗变化对本方法的影响
• 4.5 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录