配电线路故障智能诊断装置的研究

论文摘要

配电网是电力系统的重要组成部分,由于其结构复杂、分布广泛、绝缘水平不高,加之在技术管理和运行维护上存在较多缺陷,以至于配电线路故障频繁发生。配电线路的故障主要有瞬时性故障和永久性故障两大类型,其中绝大多数故障都是瞬时性的,为了减少线路因瞬时性故障等原因引起的停电事故,提高供电可靠性,在配电系统中普遍采用投运自动重合闸的运行方式。但传统自动重合闸无法对故障性质作出判断,其投入具有盲目性,不可避免地会重合到永久性故障上,造成事故扩大。因此,当配电线路发生故障后,为了避免自动重合闸重合于永久性故障,重合之前对线路故障性质进行准确判断是十分必要的。本文针对上述问题,对目前已有的各种判别瞬时性故障与永久性故障的方法进行了分析与比较,并结合配电线路自身具有的特点,研制了一种能对线路故障性质进行有效判别的配电线路故障智能诊断装置。该装置在配电线路发生故障跳闸后,通过检测线路对地绝缘电阻的大小,对其绝缘恢复情况进行实时监控,从而判断出线路的故障类型,决定线路是否重新恢复供电。根据配电线路故障智能诊断装置的研发思想,对其硬件和软件部分进行了设计。硬件部分主要对线路状态传感器、控制模块、外围电路和通信系统等部分的硬件框图和功能进行了介绍;软件部分结合软件设计流程图阐述了数据采集、故障判断、数据通信、故障统计及人机对话等功能的实现方法。研究表明,该装置具有可靠性高、抗干扰能力强、实现了智能化检测等优点;该课题的研究克服了传统自动重合闸投运的盲目性,极大地提高了配电网的供电可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 课题的研究现状
• 1.3 本课题的主要工作
• 第二章 配电线路故障特征分析及自动重合闸的应用
• 2.1 配电线路的基本特点
• 2.2 配电线路的故障类型及特征分析
• 2.2.1 配电线路短路故障分析
• 2.2.2 配电线路断线故障分析
• 2.2.3 电缆线路的故障分析
• 2.3 自动重合闸装置在电力系统中的应用
• 2.3.1 自动重合闸装置的基本工作原理
• 2.3.2 自动重合闸装置的作用及要求
• 2.3.3 自动重合闸装置存在的主要问题
• 2.4 本章小结
• 第三章 配电线路故障智能诊断装置的研制思想及主要功能
• 3.1 配电线路故障智能诊断装置的研制思想
• 3.2 配电线路故障智能诊断装置判据的选择
• 3.2.1 判据分析比较
• 3.2.2 配电线路故障智能诊断装置判据选择的方法与原则
• 3.3 配电线路故障智能诊断装置的主要功能
• 3.3.1 功能实施步骤
• 3.3.2 功能实施方式
• 3.3.3 装置动作时限的选择
• 3.4 本章小结
• 第四章 配电线路故障智能诊断装置的硬件设计
• 4.1 配电线路故障智能诊断装置的硬件构成
• 4.2 线路状态传感器模块设计
• 4.2.1 开关模块
• 4.2.2 电流/电压（I/V）转换电路
• 4.3 控制模块设计
• 4.3.1 可编程控制器（PLC）
• 4.3.2 PLC 的模数（A/D）转换模块
• 4.4 外围电路的设计
• 4.4.1 隔离电路Ⅰ的设计
• 4.4.2 隔离电路Ⅱ的设计
• 4.5 通信系统的硬件设计
• 4.6 电源模块的设计
• 4.6.1 检测电源模块
• 4.6.2 供电电源模块
• 4.7 本章小结
• 第五章 配电线路故障智能诊断装置的软件设计
• 5.1 软件的总体设计
• 5.2 数据采集功能的软件设计与实现
• 5.2.1 模数（A/D）转换功能的实现
• 5.2.2 数字滤波功能的实现
• 5.3 故障判断过程的软件设计与实现
• 5.4 数据通信的软件设计与实现
• 5.5 线路跳闸统计分析功能的软件设计与实现
• 5.6 人机交互功能的软件设计与实现
• 5.7 本章小结
• 第六章 同类技术对比及应用前景分析
• 6.1 同类技术对比
• 6.2 应用前景及经济效益分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文
• 附录 B 攻读学位期间参与的科研项目
• 详细摘要