弧光接地过电压的快速识别与抑制研究

论文摘要

随着国民经济的迅速发展,社会对电力系统安全稳定的运行和电能质量提出了更为严格的要求。电力系统过电压是影响电网及电气设备安全运行重要因素,弧光接地过电压作为最常见的配电网内部过电压之一,持续时间长,对电力系统安全稳定的运行有着巨大的威胁。建立过电压实时跟踪监测系统、进行过电压的特征分析是建立抑制电网过电压的基础。本文从HG-ZXJ91过电压在线监测系统获得的实测过电压波形分析出发,在理论上研究和分析了弧光接地过电压的发展机理,并对大量仿真波形进行分析后提出了对弧光接地过电压进行快速准确识别的方法。针对现有弧光接地过电压抑制方法的不足对消弧线圈投切运行方式进行改进,即系统正常时采用中性点不接地方式运行,并定期测量系统对地电容电流,若检测到电容电流发生了变化即对消弧线圈进行调谐;一旦接到过电压分类判定系统发出的弧光接地信号,迅速投入消弧线圈,系统改以谐振接地方式运行。当判定程序认为接地故障消除后,退出消弧线圈,系统恢复中性点不接地方式运行。同时在考虑消弧线圈自身损耗电导和线路对地电导的基础上,推导了电网对地电容电流和消弧线圈调谐参数的实时计算方法。在系统正常运行时准确对中性点电压电流进行采样,实时准确地计算出系统的对地电容并求出消弧线圈对应的补偿电感值,为消弧线圈实时调谐提供依据。该方法计算得到电容电流,残流基本都在在0.5A以下,与常规方法相比,提高了补偿精度,能够对弧光接地过电压进行更为准确的补偿。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 概论
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 弧光接地过电压抑制措施研究现状
• 1.2.2 谐振接地系统发展现状
• 1.2.3 弧光接地过电压识别研究现状
• 1.3 本文的研究内容及主要工作
• 2 配电网单相接地暂态过程分析及仿真模型的建立
• 2.1 概论
• 2.2 中性点不接地系统实测电压波形分析
• 2.3 弧光接地过电压的产生机理
• 2.4 弧光接地过电压影响因素分析
• 2.5 仿真模型的建立
• 2.5.1 接地故障仿真
• 2.5.2 合闸空载线路过电压仿真
• 2.5.3 投电容器组过电压仿真
• 2.5.4 铁磁谐振过电压仿真
• 2.6 小结
• 3 基于数学形态学的弧光接地过电压识别方法
• 3.1 概论
• 3.2 常用滤波算法
• 3.3 数学形态学
• 3.3.1 数学形态的产生和发展
• 3.3.2 一维离散灰值形态变换
• 3.4 基于COOCG 算子的弧光过电压识别方法
• 3.4.1 形态滤波器的选择
• 3.4.2 程序的编写
• 3.4.3 结构元素的选择
• 3.4.4 程序处理结果
• 3.5 仿真结果分析
• 3.6 小结
• 4 弧光接地过电压的抑制
• 4.1 概论
• 4.2 弧光接地过电压抑制策略
• 4.2.1 消弧线圈调谐策略
• 4.2.2 电容电流计算流程触发策略
• 4.2.3 消弧线圈的启动策略
• 4.3 消弧线圈的预调谐
• 4.3.1 理论计算
• 4.3.2 仿真验证
• 4.3.3 抑制效果分析
• 4.4 基于数学形态学的消弧线圈退出时刻选择方法分析
• 4.5 消弧线圈的选型
• 4.6 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读学位期间发表的论文目录