基于内部模型的配电网故障定位及数据远程监测的研究

摘要

在我国的6KV～66KV中低压配电网当中，特别是6KV～10KV系统里变压器的中性点一般都是不直接接地的，它主要包括了中性点不接地方式，中性点经消弧线圈接地方式和中性点经电阻接地方式。这种系统在发生单相接地故障的时候接地故障点电流很小，所以就被称为小电流接地系统[1]。近年来在我们国家的配电网接地故障当中，单相接地占的比率很高，可达80％。单相接地虽然不会使得配电网马上跳闸，可是如果长时间运行必定会对系统产生破坏，所以需要尽快的找到故障线路，这样才能尽快的排除故障，以便保证配电网能继续正常的运行。于是便有了接地故障选线装置。
　　本文在故障选线的基础上又提出了一种比较新的基于内部模型的配电网故障定位的方法，并对其进行了研究:先根据实际线路通过Matlab建立仿真模型，然后通过改变仿真故障点在线路中的位置来仿真得到许多的样本数据，通过将现场采集得到的数据和样本数据进行相关分析，实行匹配，从分析结果可以判断出故障发生的位置。
　　本文研究和设计了一个远程监测系统，用来监测故障选线装置里面的信息。此系统可以把选线装置里面的数据信息传输到PC机上面来，这样用户便可以清楚的看到故障信息，然后通过这些信息就可以及时的知道发生单相接地故障的具体线路。这样就达到了远程监测的目的。然后再利用这些数据和Matlab仿真得到的样本数据进行相关分析，便可以实现故障定位。
　　随着网络以及通信技术的不断发展，近年来对于远程监测采用的方法有许多，有web服务器，VB，TCP/IP，Internet等等，它们都有各自的优缺点。本系统用到的是VC和Socket机制，使用C/S结构，实现了在客户端(PC机)可以访问服务器端(ARM故障选线机)上面的数据，从而达到了远程监测的目的。在数据存储方面，系统用到了嵌入式数据库SQLite，因此对数据的存取和查询也变得很方便，进而也增加了系统的可移植性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源及意义

1．1．1 课题的来源

1．1．2 课题的意义

1．2 配电网故障定位的研究现状以及发展趋势

1．3 远程监测的研究现状以及发展趋势

1．4 论文研究概述

1．4．1 论文的主要内容

1．4．2 论文的章节安排

1．5 本章小结

第2章 基于内部模型的配电网故障定位方法

2．1 配电网单相接地故障模型及故障过程分析

2．1．1 中性点不接地情况

2．1．2 中性点经消弧线圈接地情况

2．1．3 配电网小电流运行方式时单相接地故障的零序模型

2．2 基于MATLAB平台的配电网故障模型

2．2．1 MATLAB简介

2．2．2 MATLAB仿真模型的建立

2．3 基于内部模型的配电网故障定位原理

2．4 相关分析理论

2．4．1 相关函数

2．4．2 采样数据的相关性

2．5 数据的传递

2．6 本章小结

第3章 系统总体设计

3．1 系统总体流程

3．1．1 系统的总体结构图

3．1．2 系统的流程

3．2 采集系统

3．3 故障选线机

3．4 采集系统与故障选线机通信

3．5 本章小结

第4章 故障选线机与PC机通信

4．1 TCP／IP简介

4．2 Socket网络通信

4．2．1 Socket简介

4．2．2 Socket分类

4．2．3 Socket各函数介绍

4．2．4 Socket编程

4．3 本章小结

第5章 远程监测人机界面设计

5．1 VC简介

5．2 界面设计流程

5．3 VC波形绘制

5．4 各界面设计及效果

5．4．1 主界面和登录界面

5．4．2 实时监测界面

5．4．3 信息管理界面

5．4．4 数据表格界面和波形界面

5．4．5 选线界面和定位界面

5．5 本章小结

第6章 MATLAB与VC混合编程

6．1 Matlab和VC混合编程的几种方法

6．2 Matlab引擎方式的实现

6．2．1 Matlab Engine简介

6．2．2 Matlab引擎函数库

6．2．3 环境配置

6．2．4 Matlab引擎编程

6．3 本章小结

第7章 故障定位实验和结果

7．1 实验数据以及故障数据序列集的取得

7．1．1 实验数据的取得

7．1．2 故障数据序列集的取得

7．2 故障定位结果分析

7．2．1 定位可行性分析

7．2．2 定位结果及误差分析

7．3 本章小结

第8章 总结与展望

8．1 论文总结

8．2 展望

致谢

参考文献