配电网在线故障定位零序相量法的研究与实现

摘要

为解决中性点不接地配电网单相接地故障的在线(带电)故障定位问题,本文提出了基于零序电压、零序电流同步相量的在线故障定位零序相量法;在此基础上,计及测量误差的影响,提出了该方法的实用判据。零序相量法的关键技术是架空线路移动式零序电流测量和零序相量同步测量。本文应用相合成法和感应法实现了架空线路移动式零序电流测量,应用GPS技术实现了零序相量同步测量,应用无线射频技术实现了测量信息的异地传输;并研制了基于零序电流测量系统和零序电压测量器的在线故障定位系统。本文在10kV中性点不接地配电网物理模型上进行了带电故障定位实验，验证了零序相量法的正确性及在线故障定位系统的有效性。

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究难点及意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 故障定位方法概述

1.3.2 离线定位方法

1.3.3 在线定位方法

1.4 本文的主要工作

第二章 配电网在线故障定位零序相量法

2.1 中性点不接地配电网单相接地故障分析

2.1.1 金属性接地

2.1.2 经电阻R接地

2.1.3 考虑负荷影响

2.1.4 ATP+MATLAB仿真分析

2.2 在线故障定位零序相量法原理

2.2.1 故障线路零序相差分析

2.2.2 故障线路零序电流幅值分析

2.2.3 零序相量法的提出

2.3 在线故障定位零序相量法

2.3.1 零序相量法故障定位步骤

2.3.2 移动式零序电流测量法的提出

2.3.3 误差分析

2.3.4 零序相量法实用判据

2.4 小结

第三章 配电网在线故障定位系统架构及实现方法

3.1 在线故障定位系统总体分析

3.2 在线故障定位系统组成

3.3 零序相量同步测量方法

3.4 零序相量传输方法

3.5 零序电压测量方法

3.6 移动式零序电流测量方法

3.6.1 基于钳形CT的方法——相合成法

3.6.2 基于空间零序磁场检测的方法——感应法

3.7 小结

第四章 移动式零序电流测量系统的实现

4.1 系统总体分析

4.2 元件及功能模块说明

4.2.1 CPU系统——C8051F310单片机

4.2.2 相电流测量——钳形电流表

4.2.3 无线通信模——nRF2401无线射频模块

4.2.4 GPS模块——HOLUX M-87 GPS模块

4.2.5 显示模块——LCM046液晶显示模块

4.3 相合成法零序电流测量系统设计

4.3.1 相合成法系统分析

4.3.2 硬件设计

4.3.3 软件设计

4.4 感应法零序电流测量系统设计

4.4.1 感应法系统分析

4.4.2 零序电流探测器

4.4.3 硬件设计

4.4.4 软件设计

4.5 小结

第五章 零序电压测量器的实现

5.1 装置总体分析

5.2 硬件设计

5.3 软件设计

5.4 小结

第六章 10KV中性点不接地配电网带电故障定位实验

6.1 相合成法10KV线路单相接地带电故障定位实验

6.1.1 实验总体介绍

6.1.2 实验设备

6.1.3 实验结果

6.1.4 实验结论

6.2 感应法模拟实验

6.2.1 实验总体介绍

6.2.2 实验结果与结论

6.3 小结

第七章 全文总结与未来展望

参考文献

致谢

附录

在学期间发表的学术论文和参加科研情况