惠安堡变电站故障选线方案研究

论文摘要

国内外中低压配电网中性点广泛采用小电流接地方式(包括不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地三种方式)。这种接地方式具有故障电流小,系统可带故障继续运行一定时间,不影响对负荷的连续供电等特点。但正是由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因,小电流接地系统单相接地故障检测比较困难,一直缺乏可靠的故障线路选择方法,长期以来是电力系统继电保护工作的重要课题。随着配电网自动化技术的兴起和发展,使得采用自动装置快速、准确地判断接地故障线路变得越来越重要。传统上采用运行人员依次短时断开并重合各条线路,虽然选线很可靠,但对电网运行存在很多不利因素。如:由此带来的各次谐波污染,连续开关动作对断路器机械特性的影响等。随着电子技术和计算机技术的发展,80年代以来人们开始探索应用微机选线,提出各种选线原理,并研制出自动选线装置。但由于种种原因影响导致现有选线装置选线正确率极低,几乎不能满足现场需要。小电流接地系统故障后的暂态电流分量中包含着丰富的故障信息。若能提取暂态信号中的特征分量,则不仅能显著提高选线精度,而且可以忽略消弧线圈对选线的影响。本文从信号处理的角度,利用能对突变的、微弱的、非平稳的故障信号进行精确处理的小波分析理论,很好地提取和分析出故障暂态特征,将小波分析理论运用到故障选线。针对惠安堡变电站特殊的运行环境,本文用MATLAB搭建了系统模型,验证了零序电流比幅法和小波分析选线理论的正确性和可行性,并比较了他们的选线效果。大量的仿真结果证明小波分析选线理论比零序电流比幅法优越,零序电流比幅法可以作为辅助算法用于实际。在此基础上初步完成了选线装置的设计。本文选择惠安堡变电站作为研究对象是考虑到它的特殊地理位置和复杂的运行环境。这里地广人稀,负荷分布不均,输电线路长及运行环境差。选线理论在该站的成功运用无疑带来人力,财力上的节省。这正是本文所做的工作具有必要性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外故障选线方法概述
• 1.2.1 基于故障稳态信号的选线方法
• 1.2.2 基于故障暂态信号的选线方法
• 1.2.3 基于特殊信号的选线方法
• 1.3 小电流接地系统单相接地故障选线方法的评价
• 1.4 惠安堡变电站概况及运行特点
• 1.5 本文的主要工作
• 2 小电流接地系统单相接地故障的暂态过程
• 2.1 单相接地故障暂态等值回路
• 2.2 单相接地故障暂态电容电流
• 2.3 单相接地故障暂态电感电流
• 2.4 单相接地故障暂态电流
• 2.5 本章小结
• 3 小波变换及故障选线方法分析
• 3.1 小波变换的定义
• 3.2 小波的时频局部化特性
• 3.3 小波的奇异性检测
• 3.4 小波工具分析暂态信号的优势
• 3.5 故障选线方法分析
• 3.5.1 零序电流幅值比较法原理
• 3.5.2 小波分析故障选线原理
• 3.6 本章小结
• 4 惠安堡变电站故障选线仿真分析
• 4.1 仿真软件简介
• 4.2 仿真模型
• 4.3 小电流接地系统故障选线仿真结果分析
• 4.3.1 零序电流比幅法的仿真结果
• 4.3.2 小波分析理论的仿真结果
• 4.4 考虑噪声干扰时的选线结果分析
• 4.4.1 噪声信号的来源
• 4.4.2 考虑噪声时的选线结果
• 4.4.3 小结
• 5 故障选线装置的设计
• 5.1 引言
• 5.2 选线装置的整体结构
• 5.3 装置主要模块介绍
• 5.3.1 传感器的选取
• 5.3.2 低通滤波器的设计
• 5.3.3 数据采集板的选取
• 5.3.4 处理模块的选择
• 5.4 选线装置抗干扰设计
• 5.5 选线主程序设计
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献