小电流接地系统综合选线方法的仿真研究

论文摘要

因故障电流小,单相故障后系统仍然对称,系统可带故障继续运行一段时间,不影响对负荷的持续供电等特点,我国中低压配电系统普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式。在配电网中,单相接地故障率最高,但由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因,小电流接地系统单相接地故障选线问题一直没有得到有效的解决。本文针对这个问题开展研究工作。首先对小电流系统的基本原理和发生单相接地后的稳态故障特征和暂态故障特征进行了分析,在MATLAB和EMTP仿真软件中建立了小电流接地系统的模型。在仿真模型的基础上,为利用稳态故障信号、暂态故障信号和注入信号进行故障选线的方案在中性点不接地和经消弧线圈接地两种系统中进行金属性接地,高阻接地,弧光接地故障的仿真,根据仿真结果分析了各种选线方案各自适应的范围,突出优势和自身的局限性。为了提高选线准确率,本文利用不同选线方法的优势来弥补其它方法的局限性,在仿真结果的基础上,整合所仿真的判据,对零序五次谐波电流法、能量法、零序暂态无功功率方向法、信号注入法、零序无功功率法,零序有功功率法加以改进后构成综合判据。在模糊理论的基础上,建立各方法下的各条出线的故障测度隶属函数和各种方法的权重系数隶属函数,通过融合故障测度隶属函数和权重系数隶属函数,得到一个数值属性来进行故障选线。最后,对基于模糊理论的综合选线方法进行了数字仿真,证明了它的正确性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外发展现状及发展趋势
• 1.3 本论文的主要工作
• 2 故障机理分析
• 2.1 小电流接地系统单相接地时稳态故障分析
• 2.1.1 中性点不接地系统
• 2.1.2 中性点经消弧线圈接地系统
• 2.2 小电流接地系统单相接地时暂态故障分析
• 2.2.1 单相接地过渡过程特点
• 2.2.2 暂态电容电流的计算
• 2.3 本章小结
• 3 小电流接地系统故障选线方法的仿真研究
• 3.1 小电流接地系统模型建立与参数设置
• 3.2 稳态故障信号仿真
• 3.2.1 零序基波电流比幅比相法
• 3.2.2 零序无功功率法
• 3.2.3 零序有功功率法
• 3.2.4 零序五次谐波电流法
• 3.2.5 零序导纳法
• 3.2.6 能量法
• 3.3 暂态故障信号仿真
• 3.3.1 暂态零序无功功率方向法
• 3.3.2 小波分析法
• 3.4 信号注入法仿真
• 3.4.1 注入信号法基本原理
• 3.4.2 注入信号模型
• 3.4.3 信号探测器模型
• 3.4.4 仿真验证
• 3.5 本章小结
• 4 基于模糊理论的综合判据故障选线仿真研究
• 4.1 模糊理论的多判据融合选线基本思想
• 4.1.1 模糊理论对所处状态测度的数学描述
• 4.1.2 基于模糊理论的选线方法的建模
• 4.1.3 权重系数隶属函数
• 4.2 基于模糊理论的多判据综合选线体系
• 4.2.1 判据的选取
• 4.2.2 故障测度隶属函数和权重系数隶属函数的建立
• 4.3 模糊综合选线算法的实现
• 4.4 仿真验证
• 4.4.1 仿真模型
• 4.4.2 中性点不接地系统仿真及数据分析
• 4.4.3 中性点经消弧线圈接地系统仿真及数据分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录