智能配电网故障快速识别及处置方法研究

摘要

配电网是连接电力生产和用电用户的桥梁，直接面向用户，关系着供电安全和供电可靠性的优劣。随着国民经济的迅猛发展和人民生活水平日益提高，用电用户对供电质量的要求也随着提高，配电网故障后快速、小范围、少人工干预情况下的故障识别、隔离以及供电恢复的需求越来越迫切。
　　本文分析了中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障特征，研究和比较了基于稳态分量的故障识别与定位相关理论，提出采用并联中电阻的消弧线圈接地选线装置能提高选线成功率。分析了杭州地区消弧线圈运行现状，针对当前消弧线圈普遍容量不足、选线不准的问题，提出了两种优化和改造方案。讨论了经消弧线圈接地的小电流系统单相接地故障下暂态零序电流的相频特性，利用特征频带内故障线路暂态零序电流幅值大于健全线路的原理，基于自适应捕捉特征频带内暂态零序电流特征设计了接地选线装置，通过在某变电站内的试运行验证了该选线装置的原理和设计符合现场需求，能够快速定位单相接地故障线路，减少了接地试拉操作，提高了供电可靠性。
　　本文还探讨了配电自动化建设对于一次网架结构、主站系统、子站系统、配电终端等各方面的需求。基于配电自动化系统研究了配电网故障识别与定位的原理，并给出了相应算法，通过该算法可以快速有效地识别故障点。针对配电网架空线路和电缆线路，分别提出了继电保护与配电自动化系统配合隔离故障区段的方案。讨论了杭州供电公司配电网自动化建设方案，通过案例论证了该框架下配电网故障识别、定位与隔离方案的可行性。提出了一种变电站10kV母线全停故障下的配电网快速复电及负荷转供方案，并在杭州公司配电自动化系统中设计了该方案的功能模块，实现了变电站10kV母线故障全停引起大规模停电情况下，快速有效地配电线路供电恢复及负荷转供，缩短了停电时间。

目录

声明

摘要

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 小电流接地系统选线方式分析与改造方案研究

2．1 小电流接地系统单相接地故障基本特征

2．2 中性点经消弧线圈并联中电阻的接地系统

2．3 杭州供电公司消弧线圈改造方案研究

2．3．1 杭州供电公司消弧线圈运行概况

2．3．2 杭州供电公司消弧线圈运行主要存在问题

2．3．3 杭州供电公司消弧线圈改造方案

2．4 本章小结

第3章 基于暂态零序电流的单相接地故障选线研究

3．1 小电流接地系统单相接地故障的暂态特性分析

3．1．1 中性点不接地系统单相接地故障下的暂态电流分布特征

3．1．2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地时的暂态电流分布特征

3．1．3 中性点经消弧线圈接地系统单相接地的暂态零序电流相频特性

3．1．4 基于自适应捕捉特征频带内暂态零序电流特征选线原理

3．2 基于暂态零序电流的接地选线装置的接线设计

3．3 基于暂态零序电流的接地选线装置的工程应用

3．4 本章小结

第4章 基于配电自动化的故障快速处置研究

4．1 配电自动化建设需求研究

4．1．1 配电自动化一次网架建设需求

4．1．2 配电自动化主站建设需求

4．1．3 配电自动化子站／终端建设需求

4．2 基于配电自动化的故障识别及处置

4．2．1 故障识别与定位

4．2．2 故障区域隔离

4．3 杭州供电公司配电自动化改造

4．3．1 杭州供电公司配电网一次网架改造

4．3．2 杭州供电公司配电网主站改造

4．3．3 杭州供电公司配电自动化子站建设

4．3．4 杭州供电公司配电自动化终端改造

4．4 杭州供电公司基于配电自动化的故障快速处置

4．4．1 杭州供电公司配网故障交互处理模式

4．4．2 基于配电自动化的10kV母线全停快速复电及负荷转供模块

4．5 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢

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