基于TWACS的农网10kV线路故障定位算法研究

论文摘要

配电网是电力系统的重要组成部分。配电网发生故障时,由于配电网的结构复杂,其故障点的精确定位一直是一个难点和研究的热点。论文针对我国农村10kV配电网的故障定位进行讨论和研究。本文通过总结现有的各种故障定位方法,利用双向工频通信技术检测配电网故障,提出了故障区段定位法和基于故障分量的阻抗法相结合的双端故障定位方法,来确定故障点。双向工频通信技术是利用其调制信号故障前后的突变,通过解调信息来识别线路故障。故障区段定位法则通过计算各个区段的暂态电流,根据故障区段暂态电流绝对值最大,判断出故障区段。最后采用基于故障分量的双端定位法,通过获取故障前后线路两端采样数据的突变量,运用故障分量理论,应用对称分量法计算出两端故障分量中的正序分量,根据建立的配电网模型中线路电压的分布情况,确定故障点位置。应用Matlab/Simulink仿真工具,建立了基于配电网的双向工频通信仿真模型和10kV配电网的故障仿真模型并进行了仿真研究。仿真结果表明,利用双向工频通信技术识别故障的方法是有效的,所采用的故障定位方法是可行的,该方法不受过渡电阻、故障类型和线路参数等因素的影响,能有效确定故障点位置。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究背景
• 1.2 配电网故障定位的发展状况
• 1.2.1 配电网故障定位方法
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 配电网中通信方式的选择
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 农村配电网的特点及故障特征分析
• 2.1 农村配电网的特点
• 2.2 农村配电网单相接地的故障特征分析
• 2.2.1 中性点不接地系统单相接地故障分析
• 2.2.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障分析
• 2.3 中性点不接地系统两相短路故障分析
• 2.4 中性点不接地系统两相接地短路故障分析
• 2.5 中性点不接地系统三相短路故障分析
• 2.6 本章小结
• 3 配电网数据信息传输技术的研究
• 3.1 数据信息传输系统的基本组成以及通信协议
• 3.1.1 数据信息传输系统的基本组成
• 3.1.2 双向工频通信协议
• 3.2 信号的编码与检测
• 3.2.1 差分曼彻斯特编码与检测
• 3.2.2 相对位置编码与检测
• 3.3 信号的调制解调机理分析
• 3.3.1 出站信号的调制解调
• 3.3.2 入站信号的调制解调
• 3.4 TWACS 通信技术在配电网中的应用研究
• 3.4.1 TWACS 通信模块在配电网中的设置
• 3.4.2 TWACS 通信技术在配电网中的应用分析
• 3.4.3 TWACS 通信技术在配电网中的仿真分析
• 3.5 本章小结
• 4 基于双端电气量的农网故障定位算法研究
• 4.1 输配电线路的数学模型
• 4.2 输配电线路的相模变换
• 4.2.1 相模变换原理
• 4.2.2 线路的模变换矩阵
• 4.3 故障区段的判断
• 4.3.1 区段零序电流分析
• 4.3.2 故障区段定位的有效值法
• 4.3.3 有效值法中零序电流的计算
• 4.4 双端电气量故障定位算法研究
• 4.4.1 双端故障定位算法的一般形式
• 4.4.2 双端故障定位算法的改进
• 4.4.3 双端故障定位改进算法的故障定位步骤
• 4.5 本章小结
• 5 基于TWACS 的10KV 配电网故障定位综合仿真
• 5.1 仿真工具的选择
• 5.2 农网 10kV 线路故障定位仿真研究
• 5.2.1 配电网故障仿真模型的建立
• 5.2.2 基于TWACS 的配电网故障识别仿真研究
• 5.2.3 故障区段定位仿真研究
• 5.2.4 基于故障分量的双端量故障定位仿真研究
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 6.1 研究内容及成果
• 6.2 存在的问题
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢