自适应与多重判据结合的小电流接地系统故障选线方法研究

摘要

我国的中低压配电网络多为中性点经消弧线圈接地方式(NES),针对该系统中发生概率较高的单相接地故障,传统的利用稳态信息的选线方法,在抗干扰性性和灵敏度上都难以达到要求,而目前基于暂态信息的故障选线方法大多是利用故障发生时刻的某一类信息进行判别,未能充分利用故障时刻的暂态特征,容易产生死区,即使在通过智能算法加以融合后,自适应性仍然很差,交界区域的选线成功率难以得到保证。所以十分有必要对故障选线方法进行深入分析。
　　本文通过建立NES系统单相接地故障的暂态模型,对故障特性进行了深入分析。为描述暂态过程的随机性和模糊程度,利用能量比例系数和阻抗比例系数对单一判据中暂态特征量的充分性特征域进行定量分析,采用小波包多频段极性法,衰减直流分量法和U0I0分解系数法三类暂态选线保护判据对故障域进行相互补充。
　　为了提高故障交界区域的选线成功率,文中提出利用自适应权系数函数,根据故障时刻的暂态特性融合三种选线保护判据的暂态特征量,形成基于权广义优距离、权广义劣距离之和最小的改进模糊优选模型,同时利用matlab搭建仿真模型,对该方法加以验证和分析,结果表明,在保证三种故障类型的充分性特征域无死区的前提下,该法在故障交界区域能有较好的选线效果,且离散性有所提高。较传统的依赖于隶属函数的模糊综合评判模型更加简明,且具有更强的客观性,相较于依靠大量实测的故障电流数据进行训练的人工智能选线法,不仅在信号处理层次上做出了改进,且更容易满足实际工程中的需要。

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第一章 引言

1.1 概述

1.2 本课题的研究意义

1.3 小电流接地选线的研究现状与评价

1.4 主要研究方向与工作内容

第二章 单相接地故障暂态建模与特性分析

2.1 本章引言

2.2 单相接地故障模型

2.3 单相接地故障机理

2.4 暂态过程基本特征

2.5 本章小结

第三章 基于故障暂态量的选线保护方法研究

3.1 本章引言

3.2 故障比例系数

3.3 选线保护动作判据

3.4 本章小结

第四章 单相接地故障暂态特性仿真

4.1 本章引言

4.2 故障仿真模型

4.3 故障初相角对故障暂态零序信号的仿真验证

4.4 故障点过渡阻抗对故障暂态零序信号的仿真验证

4.5 电弧接地故障对暂态零序信号的仿真验证

4.6 线路结构对故障暂态零序信号的仿真验证

4.7 故障位置对故障暂态零序信号的仿真验证

4.8 不同故障类型仿真验证

4.9 频谱能量分布验证

4.10 本章小结

第五章 多判据模糊融合选线方法

5.1 本章引言

5.2 自适应信息融合和模糊选线原理

5.3 权系数函数的确定

5.4 改进模糊优选模型

5.5 综合选线算法验证

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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