硕士类电气自动化论文

摘要I摘要本文基于配网自动化系统平台，在分析和研究用于单相接地故障判据的诸多电气特征量的基础上，构建了三维逻辑空间分析模型，提出了一种接地故障定位的新算法。该算法综合考虑了配电网络中的各个节点呈现的电气特征和电气分布规律，体现了逻辑“0”、“1”的等同贡献。文中还对算法的形成予以理论推导并给出算法误差容错函数，具体算例的分析结果从多个侧面验证了该算法的正确性和有效性。关键词：配网自动化，小电流接地系统，特征判据，空间分析模型，逻辑算法，故障定位ABSTRACTBasedontheplatformofDistributionAutomation,thispaperdoessomeresearchandanalysisonseveralelectriccharacteristics,fromwhichsinglephase-to-groundfaultcouldbedistinguished.Inthepaper,alogicalspaceofmodelisbuiltandanewlogicalalgorithmisproposed.Thisalgorithmconsiderssyntheticallyelectriccharacterofthewholenodesofpowernetworksandelectricrules,andaccepttheeffectoflogic“0”,whichplaythesameroleaslogic“1”.Otherwise,thepapergivestheoreticalproofandevolutionofhowthealgorithmcomesintobeing,anddefineserror-admitfunction.Lastly,thealgorithmisvalidatedbythreeexamplesinthreeaspects.LiuDaobing(PowerSystem？anditsAutomation)DirectedbyProf.XuYuqinKEYWORDS:distributionautomation,small-currentgroundingnetwork,characteristiccriterion,modelofspaceforanalysis,logicalalgorithm目录I目录中文摘要ABSTRACT第一章引言..............................................11.1课题背景和意义...................................................11.1.1中性点接地方式概述..........................................11.1.2配电自动化概述..............................................21.1.3单相接地故障保护的背景.....................................21.2国内外研究现状分析...............................................51.3本文主要工作......................................................6第二章配电自动化系统概述................................72.1配电自动化系统构成...............................................72.1.1主站系统....................................................72.1.2通讯系统....................................................82.1.3配电终端...................................................102.2FA的实现........................................................112.6故障定位的实现思路..............................................12第三章单相接地故障时各特征量分析........................143.1原理简介.........................................................143.2零序电流无功分量................................................153.3零序电流的有功分量..............................................173.4零序导纳.........................................................183.5负序电流.........................................................193.6暂态零序电流SFB分量............................................213.7基于小波变换的零序暂态方向......................................23第四章故障定位的逻辑算法构建............................264.1构建模型.........................................................264.2提出逻辑算法.....................................................274.3误差分析.........................................................274.4算例验证.........................................................294.4.1特征量判据误选.............................................304.4.2节点失效...................................................314.4.3随机干扰...................................................32华北电力大学硕士学位论文题目：基于配电自动化系统单相接地故障定位的研究英文题目：studyonlocatingtechniqueofsinglephase-to-groundfaultbasedondistributionautomation研究生姓名：刘道兵专业：电气工程及其自动化研究方向：电力系统继电保护导师姓名：徐玉琴职称：教授2005年5月25日华北电力大学硕士学位论文1第一章引言目前我国6kV~35kV中压配电网多采用中性点非直接接地方式，主要包括中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻器接地、中性点不接地[1]等方式，通常称为小电流接地方式。对于配电网的单相接地保护，人们长期以来研究颇多，提出了许多原理和分析方法，也研制出了许多基于不同原理和方法的保护装置，但由于受到诸多条件和因素的限制，对单相接地故障的处理基本上停留在故障选线这一层面。而且，现有的小电流接地选线装置的选线正确率普遍偏低，存在着严重的漏选和误选，从而严重影响供电质量。随着我国配电网改造的不断深入和配网自动化系统试点的逐步开展，对小电流接地系统单相接地故障的处理具备了深入到故障定位层面上的条件。本文正是基于配电自动化系统，对单相接地故障定位进行深入探讨与研究。1.1课题背景和意义1.1.1中性点接地方式概述配电网中性点接地方式的选择需要从技术上进行分析，同时兼顾经济成本，应结合电网的现状与发展规划进行技术经济比较，全面考虑，使系统具有更优的技术经济指标，避免因决策失误而造成不良后果。中性点不接地，实际上是经过集中于电力变压器中性点的等值电容接地的，其零序阻抗多为一有限值，而且不一定是常数。如在工频零序电压作用下，零序容抗锐减，高次谐波电流骤增，有时甚至在正常运行情况下也会引起通信干扰。中性点经电阻接地，是指在系统中性点接入适当的电阻，该电阻与系统对地电容构成并联回路，是电容电荷释放元件。从限制弧光接地过电压的角度考虑，电弧从点燃到熄灭期间，因系统所积累的多余电荷能够通过接地电阻泄漏掉，故基本上不会产生间歇性电弧接地过电压。中性点经电阻接地，由于接地电流大，能够简化继电保护，方便地检测接地故障线路，又有利于降低系统的绝缘水平，使一些进口的用于中性点直接接地系统的电气设备的电力电缆能在中性点经小电阻接地的系统中使用，具有较高的经济效益。但是，中性点经电阻接地，特别是以架空线路为主的配电网，其单相接地故障的几率比高压网络大，相应的跳闸次数会大大增加。如果尚未实现环网供电，则停电次数将会增加，使供电可靠性降低。中性点经消弧线圈接地时，虽然调谐电感只在一个不大的范围内变动，但系统的零序阻抗却接近于无穷大。运行中的消弧线圈和现代的自动跟踪补偿装置并不都是恰好在谐振点运行，在一般情况下它们多采用略微偏离谐振点的过补偿运行方式，“谐振接地”比较符合中性点经消弧线圈接地系统的实际情况，所以中性点经目录II4.5适用性分析.......................................................334.5.1目前存在的问题.............................................334.5.2改善条件...................................................33第五章结论与展望.......................................355.1结论.............................................................355.2展望.............................................................365.2.1深入分析探讨...............................................365.2.2基于配电自动化系统单相接地故障定位的发展趋势.............36参考文献……………………………………………………………………37致谢…………………………………………………………………..39在学期间发表的学术论文和参加科研情况......................40华北电力大学硕士学位论文4出接地电阻，对于非故障线路，接地电阻趋向于无穷大；而对于故障线路，可以给出接地电阻的估计值。这样就可以估算出高阻接地（例如30～100kO）故障时的接地电阻值。而且在接地电阻很大的情况下，由于接地电阻比线路阻抗大得多，因而故障距离不影响选线。暂态首半波法是利用发生单相接地的瞬间（u(t)=0除外）非故障线路暂态零序电流和电压首半波的方向相同，暂态零序功率由母线流向线路；而对于故障线路暂态零序电流和电压首半波的方向相反，暂态零序功率由线路流向母线，据此可选出故障线路。该方法适用于中性点不接地及经消弧线圈接地电网。但是，如果故障瞬间为基波电压零点附近则自由分量很小，首半波电流较小，可能出现死区。注入法选线原理是在系统发生单相接地故障时，首先用绝缘检测的电压获得接地故障相别，然后通过该相电压互感器向电网注入一种频率躲开工频及其倍频的信号电流，接地相的PT原边相当于被短接，由副边感应的信号电流只在接地线路中流通，经