小电流接地系统馈线故障定位方法及其应用研究

论文摘要

小电流接地系统馈线故障定位是一个长期以来世界公认的技术难题，国内外已有不少专家和学者从事小电流接地系统馈线故障定位原理和装置的研究，但是由于故障信号自身特点、目前技术手段的限制及现场运行环境的复杂，使得这些装置的故障定位效果尚难以满足实际需要。为此，本文致力于研究小电流接地系统馈线故障定位方法及其软硬件实现。 本文首先对国内外各种馈线故障定位原理特别是目前研究较多的小波神经网络故障定位方法进行了分析，利用MATLAB工具箱对小电流接地系统馈线故障的故障过程进行了仿真，根据仿真结果获取系统正常运行和故障后的各种电气量特征及其变化规律，为后续的故障定位研究奠定了理论基础。并且，鉴于支持向量机的优良特性，将支持向量机、聚类分析应用到小电流接地系统馈线故障定位中，提出了基于聚类模糊支持向量机(FSVM)的馈线故障定位方法，该方法从理论上解决了馈线故障的精确定位问题。 根据中低压配电网的特点和目前的技术手段，本文应用模糊理论及信息融合原理，提出了基于模糊信息融合的小电流接地系统馈线故障定位方法，该方法融合了以往各定位方法的优势，提高了故障定位的准确率。基于该方法对其软硬件实现进行了较深入的研究，并考虑现场情况的复杂性、装置的抗干扰性能、定位系统实时性能等各种要素，在硬件及软件设计上作了较完善的考虑，并完成了小电流接地系统馈线故障定位装置的软件设计。该装置具有故障定段准确率高、工作可靠、适应性强、操作简单、功能齐全、维护方便等特点，适用于多分支的树状配电网。

论文目录

• 湖南大学学位论文原创性声明
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 小电流接地系统馈线故障定位的特点和意义
• 1.2 国内外研究现状及其分析
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 馈线故障过程分析及仿真
• 2.1 电力系统中性点接地方式概述
• 2.1.1 中性点直接接地系统
• 2.1.2 中性点经消弧线圈接地系统
• 2.1.3 中性点不接地系统
• 2.2 小电流接地系统馈线故障过程分析
• 2.2.1 单相接地故障
• 2.2.2 单相断线故障
• 2.2.3 两相短路故障
• 2.2.4 两相接地短路故障
• 2.2.5 两相断线故障
• 2.2.6 三相短路故障
• 2.3 基于MATLAB的馈线故障建模与仿真
• 2.3.1 系统建模和实现
• 2.3.2 仿真实例
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于小波神经网络的馈线故障定位
• 3.1 小波算法概述
• 3.2 神经网络基础理论
• 3.2.1 神经网络的主要模型
• 3.2.2 神经网络学习算法
• 3.2.3 神经网络的特点
• 3.3 接地故障的小波神经网络定位方法
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于支持向量机的故障定位
• 4.1 支持向量机概述
• 4.2 支持向量机理论及算法
• 4.3 支持向量机在馈线故障定位中的应用
• 4.3.1 模糊支持向量机
• 4.3.2 基于聚类的模糊支持向量机
• 4.3.3 基于聚类FSVM的小电流接地系统馈线故障定位系统
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于模糊信息融合的馈线故障定位
• 5.1 信息融合的基础理论
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 融合算法
• 5.2 模糊理论在馈线故障定位中的应用
• 5.2.1 基本思想
• 5.2.2 隶属函数及其确定
• 5.3 接地故障的融合定位方法研究
• 5.3.1 故障定位原理
• 5.3.2 数据融合方法
• 5.3.3 故障定位方法的实现
• 5.4 本章小结
• 第6章 馈线故障定位系统的研制
• 6.1 系统构成
• 6.1.1 总体设计
• 6.1.2 信号注入电路
• 6.1.3 信号检测电路
• 6.1.4 通信模块
• 6.2 软件设计
• 6.2.1 总体设计
• 6.2.2 主要模块的设计
• 6.3 装置的可靠性设计和抗干扰
• 6.3.1 抗干扰措施
• 6.3.2 提高可靠性的其它措施
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B 攻读学位期间所参与的科研及学术活动