經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致用電量不斷增加,對電能的依賴性也愈顯突出,各項(xiàng)社會生活和生產(chǎn)活動要求有更高的供電可靠性和電能質(zhì)量。因此要求供電部門改進(jìn)和提高配網(wǎng)自動化水平,一旦發(fā)生配網(wǎng)故障立即進(jìn)行故障定位、隔離和恢復(fù)供電,以減少停電時間。研究和實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)故障快速定位,對于提高配網(wǎng)可靠性有著極其重要的意義。首先,本文對縣域配電網(wǎng)進(jìn)行了分析并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,對縣域配電網(wǎng)故障定位、隔離的原理進(jìn)行了詳細(xì)的討論和分析,研究了適用于各種配電網(wǎng)的故障區(qū)段判斷定位和隔離的通用算法。重點(diǎn)研究了統(tǒng)一矩陣算法,并在統(tǒng)一矩陣算法的基礎(chǔ)上提出了基于“過流度”的算法,通過設(shè)置0編號節(jié)點(diǎn)避免了末端節(jié)點(diǎn)故障無法定位的問題,通過計(jì)算區(qū)段“過流度”,避免了統(tǒng)一矩陣算法計(jì)算量大、效率低的問題。通過分層計(jì)算的方法,實(shí)現(xiàn)了故障定位的“逐步求精”,通過上述方法實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確定位故障區(qū)和隔離故障,確保非故障區(qū)的轉(zhuǎn)供電。其次,針對縣域配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣的特性,若完全依靠在開關(guān)、斷路器上安裝FTU、DTU來實(shí)現(xiàn)故障定位、隔離,不但投資大,建設(shè)周期長,而且故障定位精度不高。本文提出采用FTU和故障指示器檢測短路和接地故障的方案,將故障定位分兩步進(jìn)行,第一步用FTU信息定位一個較大的故障區(qū)段,第二步利用故障指示器進(jìn)一步定位一個更精確的故障區(qū)段,能夠充分利用現(xiàn)有資源,大大提供配電網(wǎng)的供電可靠性,實(shí)現(xiàn)故障快速定位和隔離。針對縣域配電網(wǎng)多為中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地,發(fā)生單相接地故障難以檢測的難題,采用動態(tài)阻性負(fù)載投入產(chǎn)生特定故障特征信號,配合故障指示器,來確定單相接地故障區(qū)域。針對榮成地區(qū)現(xiàn)有配網(wǎng)設(shè)備的現(xiàn)狀,分析傳統(tǒng)故障定位方法的特點(diǎn)和不足,并對下一步建設(shè)的配電自動化系統(tǒng)在故障定位功能上提出要求。在理論研究的基礎(chǔ)上,本文以榮成市供電公司配電網(wǎng)建設(shè)為例,研究了縣域配電網(wǎng)故障快速定位系統(tǒng)的建立,從通信系統(tǒng)、硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)等方面進(jìn)行詳細(xì)分析。最后,對榮成市縣域配電網(wǎng)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行了研究,對故障定位方案實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析并探討了在試點(diǎn)階段有待解決的問題。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM727
【部分圖文】：

配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常把向用戶供電的電網(wǎng)稱為配電網(wǎng)（Distribution Network）。配電電纜線路、配電箱、柱上降壓變壓器、柱上開關(guān)等設(shè)備組成。將額10kV、35kV 的電網(wǎng)稱為高壓配電網(wǎng)；將 6～10kV 和 3kV 等 1kV 以為中壓配電網(wǎng)；將額定電壓為 380V（0.4kV）等小于 1kV 的電網(wǎng)稱網(wǎng)。如圖 2-1 所示，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)大致有輻射狀、樹狀和環(huán)狀這三種基

相和接地點(diǎn)間不能經(jīng)過中性點(diǎn)形成回路，因此故障點(diǎn)只有線路對地電容經(jīng)接點(diǎn)的放電電流，因此也被稱做小電流接地。此時電網(wǎng)三相線電壓仍然對稱，地相對地電壓降低到零，而非接地相對地電壓升高為相電壓的 3 倍，線路可正常的傳輸電能，可以在未消除故障的情況下運(yùn)行一段時間，在此時間內(nèi)（12 小時），可以查找故障點(diǎn)，排除故障。由于非故障相電壓升高，長時間帶故運(yùn)行會導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大，應(yīng)盡快定位故障、恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。我國配網(wǎng)中單相接地故障占了配電網(wǎng)所有故障的 80%以上，占比最大。2.4 配電網(wǎng)故障定位的基本原理2.4.1 開環(huán)模式下的配電網(wǎng)故障定位原理對單電源供電的電網(wǎng)來說，由于只有一個電源，當(dāng)線路發(fā)生短路時，短電流由電源流向短路點(diǎn)，而短路點(diǎn)到線路末端無短路電流過。因此，故障點(diǎn)面的開關(guān)會流過短路電流引起“過流”，故障點(diǎn)后面的開關(guān)無短路電流流過，“過流”信號。因此故障區(qū)段位于從電源到最后一個流過短路電流的開關(guān)到一個未流過短路電流的開關(guān)之間的區(qū)段。

來判斷線路中各個開關(guān)流經(jīng)了故障功率。圖 2-3 環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行時故障定位原理示意圖2.5 配電網(wǎng)統(tǒng)一矩陣故障定位算法2.5.1 統(tǒng)一矩陣算法的流程統(tǒng)一矩陣算法定位的過程為：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后，線路上的終端將故障信息上傳到配網(wǎng)主站，主站接收到故障信息后，啟動故障定位流程。主站首先根據(jù)線路上開關(guān)之間的關(guān)系，生成網(wǎng)絡(luò)描述矩陣 D，再根據(jù)配電終端上傳的故障信息中包含的各節(jié)點(diǎn)的過流情況，生成故障信息矩陣G ，再通過對這兩個矩陣進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算，并對運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行規(guī)格化處理，得到故障判斷矩陣 P ，再根據(jù)故障判斷矩陣 P 來定位故障區(qū)段。圖 2-4 為使用統(tǒng)一矩陣法進(jìn)行故障定位的步驟，后續(xù)幾節(jié)將對各步驟中涉及的各種矩陣如何生成，如何進(jìn)行規(guī)格化處理，如何進(jìn)行故障位置判斷進(jìn)行詳細(xì)的描述。

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4 李曉;;配電系統(tǒng)中快速容錯故障定位技術(shù)分析[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2016年24期

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6 張磊;王啟程;;高壓直流輸電線路故障定位技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐微探[J];科技與創(chuàng)新;2017年05期

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9 吳東菁;;配網(wǎng)自動化故障定位技術(shù)探討[J];廣東科技;2014年24期

10 鄒燈花;;配電網(wǎng)故障定位技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2015年05期

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3 楊雋;;玉溪配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)研究及智能故障定位終端設(shè)計(jì)[A];2012年云南電力技術(shù)論壇論文集（文摘部分）[C];2012年

4 雷昱;;淺析故障定位的“三步驟法”[A];武漢市首屆學(xué)術(shù)年會通信學(xué)會2004年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

5 朱根林;裴凌波;張梅;;基于模糊推理的網(wǎng)路故障定位診斷分析[A];西部開發(fā)與系統(tǒng)工程——中國系統(tǒng)工程學(xué)會第12屆年會論文集[C];2002年

6 魏雷;費(fèi)孔鶴;劉全祝;;基于華為網(wǎng)管核心層網(wǎng)絡(luò)操作及故障定位分析[A];2018中國信息通信大會論文摘要集[C];2018年

7 張蓉;張彬;;基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的電信網(wǎng)的根源故障定位[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2007年

8 梅罰敏;熊慧珍;;KM-5600故障定位系統(tǒng)在10kV線路上的應(yīng)用分析[A];2012年江西省電機(jī)工程學(xué)會年會論文集[C];2012年

9 梅罰敏;熊慧珍;;KM-5600故障定位系統(tǒng)在10kV線路上的應(yīng)用分析[A];第二十屆華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會輸配電技術(shù)討論會論文集[C];2012年

10 陳欣;;LTE傳輸故障定位與應(yīng)急恢復(fù)研究[A];內(nèi)蒙古通信學(xué)會2017年優(yōu)秀論文集[C];2017年

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5 湖北興山天星供電有限公司 蔡文彬;以GPS提升線路管理科技含量[N];中國電力報;2009年

6 陳翔;FineGround優(yōu)化Web應(yīng)用[N];中國計(jì)算機(jī)報;2004年

7 ;IP RAN：構(gòu)筑LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展基石[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2011年

8 ;控制與管理兩手硬[N];中國計(jì)算機(jī)報;2004年

9 廣東 曾廣倫;創(chuàng)維25N61AA彩電(4P36機(jī)芯)有聲、無圖的檢修[N];電子報;2011年

10 董慶;SingleOSS實(shí)現(xiàn)MBB全網(wǎng)統(tǒng)一管理[N];人民郵電;2012年

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5 熊余;自感知的光交換網(wǎng)絡(luò)抗毀技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2014年

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7 翁藍(lán)天;基于鏈表的配電網(wǎng)供電中斷型故障診斷方法[D];武漢大學(xué);2010年

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9 林圣;基于暫態(tài)量的高壓輸電線路故障分類與定位方法研究[D];西南交通大學(xué);2011年

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2 許宏力;縣域配電網(wǎng)故障定位研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 劉e

本文編號：2820739