基于信号注入的配电网单相接地故障定位研究

论文摘要

我国中低压配电网大都采用小电流接地系统方式运行。这类系统发生单相接地故障时,接地电流很小,系统运行可靠性高。但由于接地电流微弱,加上中低压电网接线复杂,分支众多,小电流接地系统的单相接地故障定位成为一个尚未得到很好解决的难题。传统的单相接地故障定位方法主要有:行波法,S注入法以及故障指示器技术等。这些方法能够在一定范围内较好地定位故障点,但是都不能完全解决配网故障定位难题:多分支,长线路,高电阻,因而无法通用于各种网络结构和各种故障情况。针对中低压配电线路和小电流接地系统单相接地故障的特点,提出基于信号注入的行波—交流和交流—直流综合定位法。该方法的关键是交流信号注入法和交流信号的检测,对此本文进行了深入研究。分析线路上分布电感和分布电容对交流信号的影响,建立注入交流信号时线路的集中参数模型,得出定位可靠性与注入信号频率、接地过渡电阻和线路分布电容之间的函数关系,并给出了交流信号检测的两种策略,为综合定位法实现可靠定位奠定基础。C行波具有定位速度快,不需巡线的优点,当发生小电阻接地故障时,C行波—交流综合定位法能快速确定少分支、长线路的故障位置;直流信号注入法不受分支数量、接地电阻和线路长度的影响,将它和交流信号注入法相结合,可以解决一切单相接地故障的定位问题。另外,定义了电阻长度积的概念,为实现直流—交流综合定位法提供了依据。通过仿真实验验证了本文所提出方法的正确性和可行性。论文最后对脉冲信号源、交流信号源、直流信号源3种信号源进行了设计和开发。分析了这3种信号源的性能要求,并进行了电路设计,对其控制部分进行了分析研究。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外故障定位方法研究现状
• 1.2.1 国内故障定位方法研究现状
• 1.2.2 国外故障定位方法研究现状
• 1.2.3 小结
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 脉冲信号注入法
• 2.1 引言
• 2.2 行波的折射与反射过程
• 2.3 节点特征波和故障特征波
• 2.4 C 型行波故障定位原理
• 2.5 故障定位的算法
• 2.6 利用模式识别方法确定故障分支
• 2.7 物理模型试验分析
• 2.8 本章小结
• 3 交流信号注入法
• 3.1 引言
• 3.2 交流信号注入法的定位原理
• 3.3 交流信号注入法定位有效性分析
• 3.3.1 信号注入时配电线路的等效模型
• 3.3.2 分布电容和过渡电阻对注入信号的影响
• 3.4 交流信号的检测
• 3.4.1 电流互感器法
• 3.4.2 感应电流法
• 3.4.3 交流信号综合检测法
• 3.5 试验分析
• 3.6 本章小结
• 4 直流信号注入法
• 4.1 引言
• 4.2 直流信号注入法的提出
• 4.2.1 接地电阻取值范围分析
• 4.2.2 直流信号注入的提出
• 4.3 直流信号注入法
• 4.3.1 直流信号注入法的定位原理
• 4.3.2 直流信号注入法的主要优点
• 4.3.3 改进的直流信号注入法
• 4.4 直流信号注入法的检测
• 4.4.1 霍尔效应
• 4.4.2 直流传感器
• 4.4.3 直流电流的检测
• 4.5 试验分析
• 4.6 本章小结
• 5 信号注入综合法
• 5.1 引言
• 5.2 行波和交流综合法原理
• 5.3 现场试验数据分析
• 5.4 交直流信号综合法
• 5.4.1 交直流信号注入法的综合依据
• 5.4.2 交直综合法的具体应用
• 5.5 试验验证
• 5.6 本章小结
• 6 信号源设计
• 6.1 引言
• 6.2 高压脉冲发生器
• 6.2.1 脉冲源主回路
• 6.2.2 脉冲源控制回路
• 6.2.3 脉冲信号源与主机的通信
• 6.3 交流信号源
• 6.3.1 交流信号源的主回路
• 6.3.2 交流信号源的控制回路
• 6.3.3 交流信号源的软件设计
• 6.4 直流信号源
• 6.5 本章小结
• 7 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集