小电流接地系统短路故障定位研究

摘要

中性点非有效接地方式是我国中低压配电网中广泛选用的接地形式,当供电系统产生单相接地故障后可以避免供电中断。这种故障线路中存在着很多的分支,发生故障后,故障电流很小并且存在着不稳定的电弧,导致对故障的定位非常困难。目前我国还没有可靠的测距装置能够准确的对故障进行定位,在很大程度上妨碍了配电网供电可靠性和自动化水平的进步。在这个意义上讲,当供电系统出现故障后,准确的对故障点做出精度高的定位能够大幅度提高供电系统的运行可靠性。因此对小电流接地系统进行故障定位的研究具有重要的意义。
　　本文对行波的产生原理、行波的波动方程等方面进行了较为深入的研究和分析,并通过对行波所具有的反射、折射原理的概括理解,对反射和折射系数进行了简单推导,研究了故障行波在三相传输线路上产生的过程,利用相模变换的方法解除了三相线路间的电磁耦合,使对故障的分析更为简单。本文采用的是行波测距的方法,对单端行波法和双端行波法这两种常用的故障定位方法做出了比较。对于单端行波法来说,拥有较低的成本,较高的准确度,然而却不易准确辨识故障点反射波波头,并且具有较低的测距可靠性。双端行波法在小电流接地故障定位方面有较高的可靠性,能够在配电线路分支中准确的进行定位。双端行波法在处理数据的过程中相对而言也是比较简便的,还可以凭着较高的可靠性进行自动测距,行波故障测距的计时可以通过GPS来保障,这样就可以准确的定位故障点,因此本文采用双端行波测距的方法。当输电线路发生故障的瞬间会产生暂态行波信号,为了能够获得更充足准确的故障信息,本文运用小波分析方法,小波分析作为一种新式的信号分析工具,在处理故障信号的应用方面,具有其他分析方法不具备的优势,对信号进行小波变换并求模极大值的方法来进行故障选线以及提取故障行波的波头。这样就可以非常准确的确定输电线路发生故障后产生的行波到达母线两端测量装置的时间,通过推算就能找到故障点的位置。
　　MATLAB软件是仿真中常用的软件,本文利用该软件进行故障测距仿真,文中搭建了小电流接地系统模型,通过改变不同的参数来进行不同的接地实验,对采集的信号利用小波变换求取模极大值,并对故障行波信号进行奇异性分析。通过进行仿真分析,验证了这种方法的准确性。

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1 绪论

1.1课题背景

1.2小电流接地系统短路故障定位的研究现状

1.3本文的主要工作

2 行波测距的理论基础

2.1行波过程分析

2.2行波的特征分析

2.3行波测距原理

2.4本章小结

3 小波分析理论

3.1连续小波变换

3.2二进小波变换与离散小波

3.3多分辨率分析

3.4基于小波模极大值的奇异性检测理论

3.5小波去噪

3.6本章小结

4 选线和测距的研究

4.1故障定位的实现

4.2影响故障测距可靠性的因素

4.3本章小结

5 MATLAB仿真分析

5.1 MATLAB简介

5.2仿真模型的建立

5.3仿真参数的设置

5.4 MATLAB选线仿真

5.5故障测距仿真

5.6本章小结

总结

参考文献

在学研究成果

致谢