基于单相接地故障类型的选线方法研究

摘要

在配电网发生的故障中，单相接地故障占其中的绝大多数。单一的选线判据在解决选线问题时，由于受到复杂多变的工况等因素的影响，准确率较低。融合的选线方法在一定程度上提高了选线的准确率，但同时面临着数据处理量大、信息冗余度大的问题。本文通过研究接地故障时的特点，将单相接地故障分类。根据不同类型的故障，选择对应的方法，保证选线的准确性、快速性。
　　首先，本文建立了一种符合实际情况的电弧模型，分析单相电弧接地时的特点，利用故障相电压小波高频重构分量峭度系数作为特征量，将电弧故障与普通故障区分开来；根据不同故障工况下，暂态零序电流小波高频能量占比不同的特点，将普通故障再分为强暂态、中等暂态、弱暂态三种故障类型。
　　其次，在 ATP/EMTP中建立配电网仿真模型，选取了几种典型的稳态和暂态选线方法对不同故障初相角、不同过渡电阻、不同中性点接地方式下的工况进行仿真分析，研究了各种方法的特点及适用的情况。
　　再次，本文根据各种方法的特点，建立各自的故障测度函数。研究根据不同的故障类型，选择最契合故障情况的选线方法。对于必须使用融合选线法的故障情况，采取利用仙农模糊熵构造信度分配函数的改进D-S证据理论，来进行选线方法的融合。通过算例说明了先进行故障分类再进行选线的步骤，并通过对比，验证该方法的优越性和容错性。而后用大量不同工况下的选线结果验证了该方法的有效性。
　　最后，利用实验室的硬件平台和LabVIEW的虚拟仪器集成环境，实现了本文研究的基于单相接地故障类型的选线保护系统。

目录

声明

致谢

变量注释表

1绪论

1.1课题背景及意义(Background and Significance)

1.2国内外研究现状(Current Research Situation at Home and Abroad)

1.3存在的困难(Existing Chanllenges)

1.4本文的主要研究工作(The Main Study of This Paper)

2配电网单相接地故障零序电流特征分析

2.1单相接地稳态特征分析(Steady State Analysis of Single-Phase Earth Fault)

2.2单相接地暂态特征分析(Transient Characteristics Analysis of Single-Phase Earth Fault)

2.3本章小结(Sub-Conclusions)

3配电网单相接地故障类型分类

3.1电弧模型的建立(Establishment of Arc Model)

3.2基于小波峭度的电弧与普通接地故障分类(Classification of Arc Grounding Fault and Common Groungding Fault Based on Wavelet Kurtosis)

3.3基于小波高频能量占比的普通接地故障分类(Common Fault Pattern Classification Based on Wavelet High Frequency Energy Ratio)

3.4本章小结(Sub-Conclusions)

4配电网单相接地故障选线方法仿真分析

4.1稳态选线方法仿真分析(Simulation and Analysis of Steady State Line Selection Method)

4.2基于固有模态能量的暂态选线方法仿真分析(Simulation and Analysis of Transient Line Selection Method Based on Intrinsic Mode Energy)

4.3选线方法特点总结(Characteristics of Line Selection Method)

4.4本章小结(Sub-Conclusions)

5基于单相接地故障类型的故障选线

5.1基于故障类型的选线思路(Thoughts of Line Selection Based on Fault Classification)

5.2故障测度的构造(Construction of Fault Measure)

5.3改进的D-S证据理论(Improved D-S Evidence Theory)

5.4算例分析和仿真验证(Example Analysis and Simulation Verification)

5.5故障分类对选线结果的影响(The Influence of Fault Classification on the Results of Line Selection)

5.6本章小结(Sub-Conclusions)

6基于LabVIEW的选线系统设计

6.1选线系统的设计思路(Design Idea of Line Selection System)

6.2数据采集部分(Data Sampling Section)

6.3 LabVIEW选线部分(Line Selection Part Based on LabVIEW)

6.4本章小结(Sub-Conclusions)

7结论与展望

参考文献

作者简历

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