【摘要】：目前,我國配電網(wǎng)中發(fā)生的故障80%為單相接地故障,而其中又以弧光接地故障所造成的危害最為嚴(yán)重。首先,在弧光接地故障中電弧存在的狀態(tài)是動(dòng)態(tài)變化的,以燃弧和熄滅狀態(tài)交替出現(xiàn),并在系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生高頻分量。由于配電網(wǎng)系統(tǒng)中有感性元件以及線路對地電容的存在,系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生電磁振蕩,而電磁振蕩產(chǎn)生的過電壓又會(huì)對配電網(wǎng)系統(tǒng)造成危害;其次,弧光接地故障是小電流接地故障的一種,系統(tǒng)對此類故障的選線準(zhǔn)確度不高,繼而可能帶故障運(yùn)行,而電弧的產(chǎn)生會(huì)釋放大量熱量,很可能會(huì)造成事故的擴(kuò)大。為解決此問題,最重要的就是能夠準(zhǔn)確定位弧光接地故障發(fā)生的線路,從而切斷故障線路的供電,以此保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于在實(shí)際配電系統(tǒng)中,弧光接地故障特征信號的采集較為困難,所以,為研究選線問題,仿真模擬是行之有效的手段。目前在對單相弧光接地故障模型研究時(shí),接地電弧電阻可能被定為阻值為零(金屬性接地)或是固定阻值的電阻,并不能準(zhǔn)確反映實(shí)際電弧的動(dòng)態(tài)特征,或使用經(jīng)典的Mayr和Cassie黑盒模型,但這兩類模型也有其固有的局限性。因此,需建立一種準(zhǔn)確的弧光接地模型。截至到目前為止,在研究配電網(wǎng)弧光單相接地故障選線技術(shù)的研究過程中,專家學(xué)者們提出了不同的選線方法,按照利用特征量的不同可主要分為穩(wěn)態(tài)特征值法和暫態(tài)特征值法,但卻仍然沒有一種方法可以完全準(zhǔn)確的選擇弧光單相接地故障發(fā)生的線路。所以,綜合各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),取長補(bǔ)短是一種較為合適的選線發(fā)展方向。針對上述提出的問題,為準(zhǔn)確模擬單相弧光接地故障,本文首先闡述了電弧理論以及電弧的數(shù)學(xué)模型,對傳統(tǒng)電弧模型進(jìn)行分析,針對相應(yīng)的局限性,在控制論模型的基礎(chǔ)上,提出一種適用于配電網(wǎng)單相弧光接地故障的電弧模型,并比較了在不同弧長、線路長度等因素條件下其對故障特性的影響;為解決單一選線方法對故障選線存在局限性的問題,本文分析了幾種能夠反映單相弧光接地故障特征的選線方法,利用特征量判據(jù)對其進(jìn)行選線研究,指出其局限性,在此基礎(chǔ)上,將Softmax回歸算法引入到配電網(wǎng)單相接地故障選線中,利用多特征量綜合利用的技術(shù)手段,以應(yīng)對單一選線特征方法會(huì)失效的問題。該方法在Tensorflow環(huán)境下將多種選線特征量進(jìn)行融合,利用特征數(shù)據(jù)反復(fù)迭代訓(xùn)練,得到代價(jià)函數(shù),通過該代價(jià)函數(shù)求取故障發(fā)生線路的概率。通過使用單一方法特征量判別失效的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,該方法仍然可以取得了良好的選線效果。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM862
【圖文】：

出現(xiàn)接地故障時(shí)的電流卻會(huì)快速上升，并且會(huì)發(fā)生停電現(xiàn)象。如下圖1.1 所示為對應(yīng)的向量圖。圖 1.1 系統(tǒng) A 相接地后三相電壓電流相量圖Fig.1.1Three-phasevoltage andcurrentphasordiagramaftersystemA isgrounded（2）中性點(diǎn)不接地在架空線路比較多的系統(tǒng)中多采取不接地方式，并且在出現(xiàn)單相接地時(shí)，系統(tǒng)中所產(chǎn)生的容性電流cI 10A。而在配電網(wǎng)系統(tǒng)中所出現(xiàn)的故障中，大約有60%都為瞬時(shí)性故障。因此，在此系統(tǒng)中能夠有效的避免保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)作，從而減小其帶來的損失。它的工作原理如圖 1.2 所示。圖1.2 中性點(diǎn)不接地單相接地相量圖Fig.1.2Neutralpointungrounded single-phasegroundphasordiagram通過上圖可知：0adU g（1.1）N aU Ug g（1.2）

在此系統(tǒng)中能夠有效的避免保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)作，從而減小其帶來的損失。它的工作原理如圖 1.2 所示。圖1.2 中性點(diǎn)不接地單相接地相量圖Fig.1.2Neutralpointungrounded single-phasegroundphasordiagram通過上圖可知：0adU g（1.1）N aU Ug g（1.2）

為此相關(guān)的研究學(xué)者進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，獲取了大量數(shù)據(jù)，并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理繪制得出電弧電流、電壓與時(shí)間關(guān)系曲線圖和交流電弧伏安特性曲線圖，分別見圖 2.1和圖2.2。其中定義圖2.1中的su為燃弧電壓，tu為熄弧電壓[43]。圖 2.1 電弧電流、電壓與時(shí)間關(guān)系Fig. 2.1 The Relationship between Arc Current，Voltage and Time沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

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本文編號：2805620