小电流接地系统单相接地故障综合选线研究

论文摘要

我国的中压配电网大多采用中性点不直接接地(即小电流接地)方式运行,这种方式的供电可靠性较高,但其单相接地故障的选线问题一直没有得到很好的解决。现有选线理论在实际应用中准确性普遍不高,难以满足需求。因此,进一步研究小电流接地系统单相接地故障选线问题,有着重要的意义。本文分析了我国普遍采用的中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统的运行特点,并对其发生单相接地故障时的各种故障特征进行了深入的探讨。经过分析发现,基于单一故障特征的选线方法不可能在各种情况下都具有很高的准确性,因此提出了基于多重特征的融合选线思路。本文选取了三种相互补充的故障特征,即零序电流的暂态分量、谐波分量和有功分量,作为融合选线的基础。列出了基于该三种特征量的现有选线方法:小波包分析法、五次谐波法和有功分量法,并分别说明了各选线原理及存在问题。在前人研究的基础上,本文将零序电流信号的暂态分量、五次谐波分量、有功分量和基波分量及上述选线方法得到的故障判据作为条件属性,将线路的故障判断作为决策属性,建立选线方法决策表,并对其约简得到最简决策规则,实现了基于粗糙集的融合选线方法。为增强抗干扰能力,进一步提高选线可靠性,本文提出基于粗糙集神经网络的选线方法,将原始故障数据经过粗糙集进行预处理后作为神经网络的输入量,选线判据作为输出量,实现融合选线。数据验证结果表明,该方法在保持了粗糙集准确性高这一优点的前提下,有效增强了抗干扰能力,提高了选线可靠性。本文利用Matlab建立了小电流接地系统的仿真模型,对于单相接地故障进行了大量的仿真实验。在实验中,通过改变接地电阻、合闸时间、接地点位置、负载的平衡性、系统零序电流中有功分量和五次谐波分量的含量等模拟了接地故障的各种情况,同时利用接地点的间歇性短路模拟电弧接地的情况。实验结果证明,本文提出的融合选线方法在各种接地情况下均能很好的完成故障选线。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景及意义
• 1.2 小电流接地系统故障选线技术现状
• 1.3 本论文主要工作
• 第二章 小电流接地系统故障分析
• 2.1 配电网中性点接地方式
• 2.2 中性点不接地系统单相接地故障分析
• 2.3 谐振接地系统单相接地故障分析
• 2.4 单相接地故障暂态过程
• 2.4.1 暂态电容电流
• 2.4.2 暂态电感电流
• 2.4.3 暂态接地电流
• 2.5 小结
• 第三章 基于零序电流的选线方法
• 3.1 引言
• 3.2 基于零序电流暂态分量分析的故障选线方法分析
• 3.2.1 小波变换基本理论
• 3.2.2 基于小波包变换的故障选线
• 3.3 基于零序电流有功分量的故障选线方法分析
• 3.4 基于零序电流谐波分量的故障选线方法分析
• 3.5 小结
• 第四章 基于粗糙集理论的故障选线研究
• 4.1 引言
• 4.2 粗糙集原理
• 4.2.1 知识与知识库
• 4.2.2 近似与粗糙集
• 4.2.3 知识约简
• 4.2.4 决策表
• 4.3 基于粗糙集理论故障选线决策表的建立
• 4.3.1 决策表条件属性的形成
• 4.3.2 决策表的建立及约简
• 4.4 算例分析
• 4.5 小结
• 第五章 基于粗糙集神经网络的融合选线研究
• 5.1 引言
• 5.2 粗糙集神经网络（RSNN）系统
• 5.2.1 神经网络理论
• 5.2.2 粗糙集神经网络（RSNN）
• 5.3 基于RSNN的融合选线
• 5.3.1 数据的预处理
• 5.3.2 RSNN模型的建立
• 5.3.3 基于RSNN的融合选线算法
• 5.4 算例分析
• 5.5 小结
• 第六章 仿真与算例分析
• 6.1 引言
• 6.2 小电流接地系统模型的建立
• 6.3 基于粗糙集融合选线方法的验证
• 6.3.1 选线决策表的建立及约简
• 6.3.2 基于粗糙集的融合选线方法验证
• 6.4 基于RSNN融合选线方法的验证
• 6.4.1 神经网络的训练
• 6.4.2 基于RSNN的融合选线方法验证
• 6.5 小结
• 第七章 结论及展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 学位论文评阅及答辩情况表