高压配电网接地故障在线检测系统设计与研究

摘要

小电流接地保护系统的运行能显著地提高供电安全性，因此在我国的配电网中得到广泛应用。在配网运行中，如果发生小电流接地，一般不易被发现。因为小电流比较微弱，很难检测，且故障刚发生初始阶段对线路运行影响不明显。如果长时间运行不去排查将会引发更多的问题，比如线路跳闸，设备烧毁等，极大的影响了用户的使用。所以在故障发生时应被及时检测出来，通知工作人员以及找出故障线路的位置。影响故障选线的因素有很多，然而这些问题目前还没有得到很好的解决。
　　上述所提到的问题很多科研人员一直在进行着研究，很多选线方法也相继被提出，每种选线方法都有各自的优缺点。由于现有的故障选线方法种类很多，本文也进行了总结和归纳。每个选线方法都有其自身的优势，也有一定的缺点。目前最好的选线方法是首选半波法，但因高压线路中接地故障的半波信号相对于高压幅值很小，干扰大很难检测，目前还不适用于实际应用中。通过综合比较后，本文选择了谐波分量法，利用傅里叶变化数据对数据计算、分析，搭建了小电流接地系统模型，通过示波器观察零序电流波形的变化，对中性点不接地系统发生单相接地故障进行了现场模拟验证。通过分析，论文以基波以及1到64次谐波为故障特征参数，通过求取各线路零序电流谐波的幅值，获得了基波及谐波故障选线判据。
　　本文以STM32系列单片机为核心完成了小电流接地故障选线硬件系统和软件系统的设计。软件系统主要包括交流零序电流数据采样模块、谐波计算模块、故障判断模块、显示报警模块、跳闸模块、数据存储模块。硬件系统是以STM32单片机中自带的A/D转换器为核心的模拟量输入电路、STM32最小系统及故障报警电路等。本选线系统实际应用结果表明，选线保护装置准确捕捉到了故障线路，实现了小电流接地的故障选线功能。

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1 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2小电流接地系统及其研究的现状

2 影响配电网故障准确选线的原因

2.1小电流接地系统的难点

2.2本文主要工作

3 故障选线的原理

3.1现有选线方法的分析

3.2 配电网单相接地故障分析

3.3零序电流谐波的分析

3.4傅里叶算法的分析

3.5选线装置的启动

4 应用系统整体设计

4.1系统的需求分析及组成

4.2主要芯片选型

4.3系统的软件设计

5系统的调试与试验

5.1系统的调试

5.2本章小结

6 总结与展望

参考文献

致谢

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