城市电缆化率对配电网的中性点接地方式及故障特性影响的研究

摘要

配电网中性点的接地方式问题和很多方面都有着密切的关系，如供电可靠性，安全性，绝缘等问题。这些年来，配电网的电缆化率很大程度的升高，这使得网络中的电容电流也随之增加，间歇性弧光接地产生的故障比例增大，为了解决这些问题，提出对中性点接地方式进行改进。随着新兴接地方式的推出，新的问题也随之产生。如何在现有情况下改进单相接地故障模型，并提出更完善的接地方式是值得研究的问题。同时在研究实际工况时发现，当变压器的中性点采用经过间隙来接地时，负载存在的电动机在发生接地故障时，产生反馈作用，导致零序电压增大且无法衰减到安全值，间隙保护动作，变压器被切除，线路重合闸后，由于变压器断开，线路的正常运行就会受到影响。本文针对变压器的中性点如何接地的选择又进行了一定的研究。
　　首先，在了解了现今存在的电弧模型的基础上，对电缆化率较高的情况下发生频率较高的间隙性电弧接地故障进行数学模型的推导分析，进一步改进，并使用仿真软件进行仿真分析验证，得到更完善的单相接地故障模型;其次，研究了现存的各种中性点接地方式的基础上，在在电缆化率升高的情况下，分析每一种中性点接地方式存在的缺陷和不足，提出改进的接地方式。并使用仿真分析软件进行处理分析，将第一步中所改进的故障模型应用到此处的线路中代替传统单相接地故障。最终得到一种改进的接地方式，称为消弧线圈分时段并联电阻接地方式。在新的中性点接地方式下，研究原有接地方式的保护配置，找出不合理的地方，对继电保护配置进行完善;接着，本文又针对变压器的中性点处的接地结构进行了分析，以实际配电网中出现的问题为出发点，研究变压器的间隙保护，并研究电动机负荷的反馈作用对变压器中性点接地布局的影响，使用仿真软件进行分析，从负载的变化角度来研究变压器中性点处电气量，最终得出变压器采用经间隙接地的初步量化安全条件。

目录

声明

摘要

1．1．1 选题背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电缆故障的研究现状

1．2．2 中压网中性点接地方式的研究现状

1．2．3 间歇性电弧故障对电网的影响

1．2．4 电动机负荷反馈电流对110kV变压器中性点接地方式的影响

1．3 本文主要工作

第2章 配电网的故障特性和中性点接地方式

2．1 配电网故障建模

2．1．1 电弧概念

2．1．2 现有电弧模型

2．2 中性点接地方式的种类

2．2．1 中性点不接地方式

2．2．2 中性点经消弧线圈接地方式

2．2．3 中性点经小电阻接地方式

2．2．4 中性点接地方式的比较和评价

2．3 110kV变压器中性点间隙的保护作用

2．4 本章小结

第3章 中压电缆网的故障建模

3．1 现有电弧模型

3．1．1 电弧的数学模型分析

3．1．2 现有的电弧模型

3．2 改进的电弧故障模型

3．3 对电弧故障模型的仿真分析

3．3．1 仿真软件Matlab介绍

3．3．2 基于Matlab的电弧仿真

3．3．3 对改进模型的有效性分析

3．4 本章小结

第4章 中压电缆网中性点接地方式的分析及改进

4．1 电缆化率增大后带来的问题及仿真分析

4．2 中性点经消弧线圈分时段并联电阻接地方式的提出

4．3 对该方法的有效性的复合序网理论验证

4．4 中性点接地方式的方案确定

4．4．1 中性点接地方式阻值的确定

4．4．2 中性点接地方式并联次数的确定

4．5 Matlab仿真验证

4．5．1 仿真分析过程

4．6 对改进的中性点接地方式的保护方案的调整

4．7 本章小结

第5章 电动机负载对变压器的中性点接地方式的影响

5．1 变压器中性点接地方式及间隙保护

5．2 电动机负载的反馈作用对配电网的影响

5．3 仿真软件分析及结论

5．3．1 仿真模型的建立

5．3．2 结果分析

5．4 实际网络分析

5．4．1 实际网络结构的分析

5．4．2 仿真模型的建立和结果分析

5．5 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢