配电网络谐振接地故障选线技术的研究

论文摘要

在我国配电网络中发生单相接地故障的概率很高,据统计高达80%。配电网络的典型接线方式分为有效接地和非有效接地,其中,有效接地包括直接接地和经低电阻接地,而非有效接地包括中性点不接地、中性点经过消弧线圈接地（谐振接地）以及经过大电阻接地。在我国6-35KV的中压电网多数采用经消弧线圈接地,由于发生单相接地故障后消弧线圈的补偿作用使接地电流减小,造成其故障特征不明显,因此给谐振接地故障选线带来了一定的困难,影响了电网长期运行可靠性。本论文首先对中性点不接地和中性点经过消弧线圈接地系统的配电网络单相接地故障的暂态过程和稳态过程进行了理论上的分析,指出了电压、电流在单相接地过程中变化的特点,并对其进行分析指出了出现单相接地故障的危害等等,并提出了利用小波变化提取其暂态过程的特征进行故障选线。其次介绍了小波的理论特点,指出了小波变换,它同时具有频率分析和表示事件发生时间的性质（即小波的时频局部性特点）,它的这个优点有利于分析在确定时间内发生的现象（而傅里叶变换只具有频率分析的性质）。文章提出了如何利用其小波的信号奇异性检测的特点对电力系统故障单相接地进行接地时刻的准确定位,通过时间的准确定位来采集需要的故障时刻的暂态信息,同时利用故障前后小波变换后模极值关系相同的特性来进行故障选线。小波变换进行故障选线弥补了现有的大多数选线系统抗干扰能力差,经常出现误选的概率,保证了电力系统的可靠运行。最后本文利用matlab构建的电力系统谐振接地模型,并对模型进行了有效性验证。利用matlab中小波工具箱对电力系统谐振接地故障进行了仿真选线实验,实验证明本文提出的方法可靠、有效。小波变换是在傅里叶变换的基础上发展而来的,它延续了傅里叶变换的优点,但同时也弥补了其时频局部性的不足。本文利用小波变换的模极大值理论为配电网络的单相接地故障选线提供了理论基础,提高了我国配电网络的自动化和可靠性水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1-1 引言
• 1-2 单相接地故障选线国内外研究现状及发展趋势
• 1-2-1 国外研究状况及其发展趋势
• 1-2-2 国内研究状况及其发展趋势
• 1-2-3 小电流接地故障选线的难点
• 1-2-4 故障选线保护主要方法概述
• 1-3 本文的主要研究内容及其工作
• 第二章 配电网络单相接地故障分析
• 2-1 电力系统中性点接地技术概论
• 2-2 电力系统单相接地故障稳态分析
• 2-2-1 中性点不接地系统稳态电压分析
• 2-2-2 中性点不接地系统稳态电流分析
• 2-2-3 中性点经消弧线圈接地系统稳态特征分析
• 2-3 电力系统单相接地故障暂态特征分析
• 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 小结
• 第三章 小波变换理论基础及在电力系统上的应用
• 3-1 小波分析理论介绍
• 3-1-1 傅里叶变换及其局限性介绍
• 3-1-2 小波变换的定义
• 3-1-3 连续小波变换与离散小波变换
• 3-2 多分辨率分析及Mallat算法
• 3-2-1 多分辨率分析
• 3-2-2 Mallat算法
• 3-3 几种常用小波介绍
• 3-3-1 Haar 小波
• 3-3-2 dbN小波
• 3-3-3 Mexican Hat 小波
• 3-4 小波在电力系统上的应用
• 3-5 小结
• 第四章 小电流单相接地故障仿真系统
• 4-1 MATLAB仿真介绍
• 4-2 Matlab仿真模型的建立
• 4-3 Matlab仿真结果分
• 4-3-1 中性点经消弧线圈接地补偿系统
• 4-3-2 中性点不接地系统
• 4-4 小结
• 第五章 基于小波分析的选线原理
• 5-1 小波分析的信号的奇异性检测
• 5-2 小波函数和分解层数的选取
• 5-3 单相接地故障信息的有效选取
• 5-4 小结
• 第六章 小电流接地故障选线和MATLAB仿真
• 6-1 基于模极值关系的故障选线
• 6-2 小波选线步骤
• 6-3 MATLAB仿真实验
• 6-4 小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果