基于参数识别的小电流接地系统单相接地故障选线与定位技术的研究

摘要

我国6-66KV配电网多数采用小电流接地运行方式，这种接地方式具有提高供电可靠性等优点。但发生单相永久性接地后，故障选线和故障定位问题长期以来没有得到很好的解决。本文首先回顾了现有的各种小电流接地系统单相接地故障选线原理和方案，指出了目前选线原理所存在的缺陷和弊端。采用了基于模型参数识别原理的小电流接地系统单相接地故障选线和故障定位的一种新方法。针对一个简单的具有多条出线的中性点不接地系统发生单相接地故障时，对每一条线路建立其非故障的下的零序参数数学模型，利用零序电流、电压数据求解模型零序电容和零序电感在最小二乘意义下的参数估计值，依据得到的线路对地电容判断实际发生的故障是否符合所建立的模型，从而判断出故障线路，再依据得到的该线路零序电感进一步判断出故障点的位置。通过EMTP进行故障仿真研究，验证该方法正确、有效，耐过渡电阻能力强。根据上述方案，同时借助实验室现有条件，设计了一套小电流接地系统单相接地故障选线及定位装置，详细介绍了装置的软硬件结构设计及控制流程。

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致谢

第一章 绪论

1.1单相接地故障选线及定位的重要意义

1.1.1故障选线和定位技术有利于提高供电可靠性

1.1.2故障选线和定位技术有利于维护电网设备

1.2小电流接地系统特点

1.2.1中性点接地方式的分类

1.2.2小电流接地系统性能分析

1.2.3单相接地故障机理分析

1.3单相接地故障选线及定位的发展与现状

1.3.1故障选线技术发展及现状

1.3.2故障定位技术发展及现状

1.3.3小结

1.4本论文的研究内容

第二章 模型参数识别原理

2.1故障选线模型的建立

2.2模型参数识别

2.2.1最小二乘参数估计

2.2.2模型适用频带

2.2.3选线判据

2.3故障定位模型的建立

2.4模型参数识别

2.4.1最小二乘参数估计

2.4.2故障测距判据

第三章 EMTP仿真验证结果

3.1故障选线EMTP仿真

3.2故障选线仿真结果分析

3.3故障定位EMTP仿真

3.4故障定位误差分析

第四章 装置的硬件系统设计

4.1选线装置硬件系统的总体结构

4.2 DSP主板的结构

4.2.1 DSP模块

4.2.2前置高速数据采集模块

4.2.3主板的复位

4.3开关量输出模块

4.4异步串行通讯模块

4.5装置硬件系统的抗干扰措施

4.5.1电路板设计

4.5.2电源的选择

4.5.3器件的选择

4.5.4接口电路

4.5.5复位电路

4.5.6控制系统的内外屏蔽结构

第五章 装置的软件系统设计

5.1软件的总体设计原则

5.2软件程序语言的选择

5.3 DSP软件集成开发环境

5.4故障选线定位装置的软件开发设计方案

5.4.1初始化模块

5.4.2信号采样模块

5.4.3通讯显示模块

5.5软件的抗干扰措施

5.5.1完善的系统自检程序

5.5.2数值运算的容错设计

5.5.3数字滤波技术

5.5.4采用冗余数据结构处理关键数据标志

5.5.5设置标志位

第六章 论文总结及工作展望

6.1论文总结

6.2 工作展望

参考文献