中低压配电网单相接地故障检测技术的研究

摘要

在电力系统中，单相接地故障占全部故障的60％以上，电力系统的安全可靠程度，在其他相同的情况下，只取决于电力系统中性点的工作方式。在我国，6～35kv的中低压配电系统广泛采用中性点不接地系统或经消弧线圈接地的小电流接地系统接线方式，本文通过分析，比较了各种接线方式的特点，并针对比较科学的中性点经小电阻并联消弧线圈接地方式进行研究。 对小电流接地系统来说：对于发生几率较高的单相接地故障，不会产生危及设备和系统安全的短路电流，系统的线电压仍然对称，可以保持对用户的供电。其主要缺点是：在出现单相接地后，非故障相电压升高，断续性故障还会产生暂态高电压，所以容易引发第二点接地，形成危害较大的相间故障。所以在出现单相接地后，应该及时地找出接地线路，尽快把线路切除。已有的对单相接地故障的研究，都是基于母线端的故障选线的，对于故障的定位也是基于母线端的，比如行波测距。本文分析了各种小电流接地系统发生单相接地故障的检测方法，提出了各种判断故障发生在测量点前后位置的方法，针对中性点经小电阻并联消弧线圈接地的系统进行分析，这种系统使得故障线路开断迅速、故障信息清晰。介绍了FIR和FFT两种滤波方法，并基于有功分量原理设计了一个基于无线通讯信号采样汇总和DSP进行数据处理的装置。 论文的硬件部分介绍了以TMS320C5402为内核的周边采样电路，调理电路等，并介绍了以比相为基础的算法以及硬件实现算法的流程图。 在本文中，介绍了使用了的MATLAB仿真，通过应用SimpowerSystem电力系统仿真元件库搭建小电流接地系统进行系统仿真，验证了几种测量方法。运用神经网络工具箱和自定义滤波模块进行算法参数的辅助设计，良好地验证了算法的可行性，并对程序优化起到了很大作用。

目录

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致谢

第一章绪论

1.1小电流接地系统单相接地故障定位的现实意义

1.2中低压配电网单相接地故障检测的现状

1.3本论文所做的工作

第二章小电流接地系统故障分析

2.1电力系统中性点接地方式的划分

2.2中性点不接地系统单相接地故障分析

2.3中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障分析

2.4中性点经消弧线圈并联电阻接地系统单相接地故障分析

2.5本章小结

第三章对单相接地故障点定位的尝试

3.1小电流接地系统单相接地的研究现状

3.2信号注入法

3.3接地故障暂态特征分量判别法

3.4多测量点在线检测的方法

3.5接地故障稳态特征分量判别法

3.6本章小结

第四章硬件的设计

4.1系统的总体结构

4.2采样部分设计

4.3电源部分的设计

4.4DSP芯片的选用

4.4.1DSP芯片介绍

4.4.2DSP的引脚的基本配置

4.5DSP的外围电路

4.6无线模块

4.7小结

第五章软件的设计

5.1信号的采样

5.2程序流程的设计

5.3编程与调试

5.3.1代码生成和调试工具

5.3.2CCS集成开发环境

5.4小结

第六章MATLAB的运用

6.1MATLAB简介

6.2MATLAB辅助滤波器设计

6.2.1FIR滤波器设计

6.2.2FFT滤波器设计

6.3MATLAB对系统的仿真

6.5小结

结论

参考文献

附录A 系统MATLAB仿真

作者简历