小电流接地系统单相电弧接地建模研究

摘要

我国中压配电网主要采用中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经电阻接地等小电流接地方式,而此系统发生最多的是单相接地故障,约占总故障的80％左右,而单相电弧接地故障是中压配电网中单相接地故障的主要故障形式。目前,对单相接地故障的模拟,多视为金属性接地或者是经一个固定阻值的电阻接地。电弧接地与金属性接地及电阻接地不同,流过电弧的电流与电压之间不是线性的关系,采用上述模型仿真其结果不能准确地反映实际情况,而创造一个实验环境来模拟故障电弧花费昂贵,在一个实际的电力系统上模拟故障电弧,不但代价昂贵,而且操作起来很不安全。因此,寻求故障电弧的数字仿真模型对于故障分析显得尤为重要。
　　本文对四种电弧模型进行了建模,在Matlab平台上构建了10kV单相电弧接地故障仿真模型,通过理论分析与现场录波波形相比较,表明所建电弧模型能有效地反映接地电弧的特性,验证了模型的正确性。通过改变电弧模型的主要参数,分析其电弧特性及谐波成份,比较其优缺点和各自的适用范围。
　　在中性点不接地系统单相接地故障中,绝大部分属于电弧性接地。目前对于电弧性接地故障,还没有很有效的方法可以辨识。本文采用小波变换提取故障相电压波形的频带能量特征和局部能量特征,分析了各种故障信号的能量分布,依据局部时间频带能量的变化为判据,辨识出电弧故障与金属性接地故障,通过仿真验证,能有效地区分出金属性接地和电弧接地接地故障,为进一步研究小电流接地系统单相接地的可靠性打下了坚实的基础。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 单相接地的研究现状

1.3 本文的主要工作

2 电弧理论分析

2.1 电弧理论

2.2 电弧的特性分析

2.3 交流电弧的熄灭与重燃

2.4 电弧的能量平衡

2.5 本章小结

3 电弧建模与仿真分析

3.1 概述

3.2 电弧模型的普遍形式

3.3 电弧模型的建模

3.4 电弧模型的仿真分析

3.5 电弧特性的影响因素

3.6 本章小结

4 电弧接地故障的辨识

4.1 小波变换

4.2 小波能量谱

4.3 不同接地故障类型的辨识

5 结论

致谢

参考文献

附 录