配電網是電力系統(tǒng)的重要組成部分,它直接與用戶相連,其運行安全性、可靠性和經濟性關系到社會生產與人們的生活。我國中低壓配電網主要采用小電流接地方式,據(jù)統(tǒng)計,小電流接地系統(tǒng)故障中80%以上的故障為單相接地故障。隨著配電網絡越來越復雜,線路越來越多,若不能及時發(fā)現(xiàn)故障,極容易使故障惡化擴大,造成更嚴重的短路故障,甚至嚴重影響電力系統(tǒng)的正常運行。從實際應用情況來看,至今仍沒能徹底解決小電流接地故障選線問題。因此,對小電流接地故障選線技術的進一步研究,具有非常重要的意義。為解決小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線靈敏度低的問題,本文在注入原理的基礎上,提出了基于交流注入法和母線分列動作的小電流接地故障選線方法,并分析了兩種選線方式適應的中性點運行方式及抗過渡電阻能力;針對“S注入法”所存在的缺陷,提出利用隨機共振理論檢測微弱的S注入電流信號,進而完成故障選線工作。主要研究內容如下:(1)針對中性點不接地系統(tǒng),應用對稱分量法分析并總結出小電流接地故障的零序壓及各線路零序電流的變化特征;據(jù)此特征,提出基于交流注入的選線方法,以增強故障穩(wěn)態(tài)特征量。單相接地故障后在母線處每相對地接入電力電容器短時增大故障線路的零序電流,擴大故障線路與非故障線路穩(wěn)態(tài)判據(jù)特征量之間的差距,改善基于故障穩(wěn)態(tài)特征量的選線判據(jù)條件。以不影響系統(tǒng)的正常運行為條件,確定注入電容電流的大小。分析了交流注入法的抗過渡電阻能力,設計出具體的選線流程并利用PSCAD仿真軟件對所提的交流注入法進行仿真驗證。(2)根據(jù)電氣事故處理規(guī)程規(guī)定的接地故障線路操作規(guī)定“采用母線分列,確定接地故障母線系統(tǒng)”,提出一種基于母線分列動作的小電流接地故障選線方法。針對中性點不接地系統(tǒng)和中性點經消弧線圈接地系統(tǒng),分別分析了母線分列操作前后零序電壓、故障線路和非故障線路中各電氣量的變化規(guī)律,提出兩種中性點運行方式下基于母線分列動作的小電流接地故障選線判據(jù),該判據(jù)能夠區(qū)別金屬性故障與非金屬性故障,可以準確選擇故障線路,同時可以識別母線故障。設計了具體的選線流程圖并利用PSCAD仿真和現(xiàn)場試驗驗證了該選線判據(jù)的有效性。(3)在介紹“S注入法”選線基本原理的基礎上,指出了S注入信號檢測困難的原因。分析了隨機共振理論的經典模型及能夠增強系統(tǒng)輸出的機理,提出利用隨機共振理論檢測S注入信號的方法。利用歸一化尺度變換對S注入信號頻率進行處理,以達到隨機共振理論求解時對輸入微弱信號的頻率要求。設計了基于隨機共振理論的S注入信號檢測流程。PSCAD和Matlab軟件仿真驗證了該信號檢測方法的有效性。
【學位單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM862
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內容
第二章 基于交流注入法的單相接地故障選線方法
    2.1 中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障穩(wěn)態(tài)特征分析
    2.2 交流注入法原理
    2.3 交流注入法的關鍵技術分析
        2.3.1 注入電流大小的確定
        2.3.2 助增電容對過電壓的影響分析
    2.4 仿真驗證
        2.4.1 仿真模型
        2.4.2 仿真分析
    2.5 本章小結
第三章 基于母線分列動作的小電流接地故障選線方法
    3.1 母線分列操作前后電氣量變化特征分析
        3.1.1 中性點不接地系統(tǒng)母線分列操作前后電氣量變化特征分析
        3.1.2 中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)母線分列操作前后電氣量變化特征分析
    3.2 基于母線分列動作的小電流接地故障選線判據(jù)
        3.2.1 中性點不接地系統(tǒng)選線判據(jù)
        3.2.2 中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)選線判據(jù)
    3.3 仿真驗證和現(xiàn)場試驗
        3.3.1 仿真模型
        3.3.2 中性點不接地系統(tǒng)情況
        3.3.3 中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)情況
    3.4 本章小結
第四章 基于隨機共振理論的S注入信號檢測方法
    4.1 “S注入法”
        4.1.1 “S注入法”原理
        4.1.2 注入電流信號的選擇
        4.1.3 注入電流信號的檢測
    4.2 基于隨機共振理論的微弱信號檢測
        4.2.1 隨機共振的經典模型
        4.2.2 雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)微弱周期信號檢測模型
    4.3 S注入微弱信號檢測
    4.4 仿真驗證
    4.5 本章小結
第五章 結論與展望
參考文獻
致謝
附錄

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本文編號：2853503