配電網(wǎng)單相接地故障保護(hù)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 07:08
我國(guó)配電網(wǎng)覆蓋面廣、故障率高,80%以上的故障為單相接地故障。配電網(wǎng)單相接地故障選線(xiàn)與定位、單相高阻接地保護(hù)問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)未得到有效解決。故障選線(xiàn)與定位失效、單相高阻接地保護(hù)拒動(dòng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間帶故障運(yùn)行,進(jìn)而損壞電氣設(shè)備、擴(kuò)大故障范圍、破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,甚至造成人身傷亡。因此,快速確定故障線(xiàn)路與故障區(qū)段、及時(shí)切除故障對(duì)配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有極其重要的意義。本文在分析配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)、小電阻接地系統(tǒng)的等值電路和單相接地故障特征的基礎(chǔ)上,研究諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線(xiàn)與定位方法、諧振接地系統(tǒng)和小電阻接地系統(tǒng)的單相高阻接地保護(hù)方法。提出了基于高低頻段零序阻抗特性的諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線(xiàn)方法。首先,定義了諧振接地系統(tǒng)單相接地故障的高頻段、低頻段,給出了高、低頻段截止頻率的選取原則。健全線(xiàn)路的零序阻抗在高、低頻段呈容性;故障線(xiàn)路的等效零序阻抗在高頻段呈容性,在低頻段呈感性。因此,母線(xiàn)零序電壓導(dǎo)數(shù)與健全線(xiàn)路零序電流的比值在高頻段與低頻段相等,其實(shí)際差值近似為0;母線(xiàn)零序電壓導(dǎo)數(shù)與故障線(xiàn)路零序電流的比值在高頻段與低頻段不相等,其差值遠(yuǎn)大于0,據(jù)此提出基于高低頻段零序阻抗特性的容差選線(xiàn)方...
【文章來(lái)源】:湖南大學(xué)湖南省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:138 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景與研究意義
1.2 配電網(wǎng)單相接地故障保護(hù)的研究現(xiàn)狀
1.2.1 配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)故障選線(xiàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)故障定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 配電網(wǎng)單相高阻接地保護(hù)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
第2章 基于零序阻抗特性的諧振接地故障選線(xiàn)方法
2.1 基于高低頻段零序阻抗特性的容差選線(xiàn)原理
2.1.1 配電網(wǎng)饋線(xiàn)零序阻抗特性分析
2.1.2 容差選線(xiàn)原理
2.1.3 高低頻段截止頻率的選取
2.1.4 故障選線(xiàn)步驟
2.2 基于高低頻段阻抗特性的相關(guān)分析選線(xiàn)原理
2.2.1 相關(guān)分析選線(xiàn)原理
2.2.2 選線(xiàn)特性分析
2.3 仿真驗(yàn)證及示范工程故障選線(xiàn)驗(yàn)證
2.3.1 基于高低頻段阻抗特性的容差故障選線(xiàn)仿真驗(yàn)證
2.3.2 基于高低頻段阻抗特性的相關(guān)分析故障選線(xiàn)仿真驗(yàn)證
2.3.3 示范工程故障選線(xiàn)驗(yàn)證
2.4 本章小結(jié)
第3章 諧振接地系統(tǒng)單相接地故障智能定位方法
3.1 配電網(wǎng)零序電流故障特性分析
3.2 故障區(qū)段定位原理
3.2.1 FastICA算法
3.2.2 暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)分量的提取
3.2.3 FCM算法
3.2.4 故障區(qū)段定位步驟
3.3 故障區(qū)段定位仿真及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
3.3.1 仿真驗(yàn)證
3.3.2 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
3.4 本章小結(jié)
第4章 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈的諧振接地系統(tǒng)主動(dòng)式故障選線(xiàn)與定位方法
4.1 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的故障選線(xiàn)方法
4.1.1 選線(xiàn)原理
4.1.2 消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的調(diào)整時(shí)刻
4.1.3 選線(xiàn)步驟
4.2 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的故障區(qū)段定位方法
4.2.1 定位原理
4.2.2 改進(jìn)的定位原理
4.3 仿真驗(yàn)證
4.3.1 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的故障選線(xiàn)仿真驗(yàn)證
4.3.2 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的故障區(qū)段定位仿真驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第5章 諧振接地系統(tǒng)單相高阻接地故障選線(xiàn)方法
5.1 諧振接地系統(tǒng)單相高阻接地故障暫態(tài)特征分析
5.1.1 高阻接地故障等效模型
5.1.2 過(guò)阻尼狀態(tài)暫態(tài)分析
5.1.3 欠阻尼狀態(tài)暫態(tài)分析
5.2 諧振接地系統(tǒng)單相高阻接地故障選線(xiàn)原理
5.3 諧振接地系統(tǒng)單相高阻接地故障選線(xiàn)仿真驗(yàn)證
5.3.1 MATLAB/Simulink仿真驗(yàn)證
5.3.2 RTDS仿真驗(yàn)證
5.4 本章小結(jié)
第6章 小電阻接地系統(tǒng)單相高阻接地保護(hù)方法
6.1 小電阻接地系統(tǒng)單相高阻接地故障特征分析
6.2 小電阻接地系統(tǒng)單相高阻接地保護(hù)原理
6.2.1 基本原理
6.2.2 保護(hù)判據(jù)
6.2.3 互感器極性反接對(duì)保護(hù)的影響
6.2.4 啟動(dòng)判據(jù)
6.3 小電阻接地系統(tǒng)單相高阻接地保護(hù)仿真驗(yàn)證
6.3.1 基于MATLAB/Simulink的仿真驗(yàn)證
6.3.2 基于RTDS實(shí)驗(yàn)的仿真驗(yàn)證
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
攻讀博士學(xué)位期間撰寫(xiě)的學(xué)術(shù)研究論文
攻讀博士學(xué)位期間授權(quán)與公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利
附錄 B 攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]諧振接地系統(tǒng)高阻接地故障暫態(tài)選線(xiàn)與過(guò)渡電阻辨識(shí)[J]. 薛永端,李娟,陳筱薷,徐丙垠,李天友. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(17)
[2]基于高頻分量相關(guān)度分析的故障選線(xiàn)方法[J]. 劉謀海,方濤,姜運(yùn),曾祥君,黃宇浩,韋根. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]基于多端行波到達(dá)時(shí)差的配電網(wǎng)故障選線(xiàn)方法[J]. 張健,王奕,曾祥君,張遠(yuǎn),寧遠(yuǎn)志,曹晶. 電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]基于改進(jìn)暫態(tài)相關(guān)分析和支持向量機(jī)的電弧故障選線(xiàn)研究[J]. 陳奎,陳博博. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2016(24)
[5]基于小波能量矩的高阻接地故障檢測(cè)方法[J]. 朱曉娟,林圣,張姝,何正友. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2016(12)
[6]基于高低頻段暫態(tài)信號(hào)相關(guān)分析的諧振接地故障選線(xiàn)方法[J]. 湯濤,黃純,江亞群,羅勛華,謝興,劉鵬輝. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(16)
[7]基于零序電壓比率制動(dòng)的小電阻接地系統(tǒng)接地保護(hù)[J]. 薛永端,劉珊,王艷松,徐丙垠. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(16)
[8]一種識(shí)別輸電線(xiàn)路單相接地故障下第二個(gè)反向行波的方法[J]. 雷傲宇,董新洲,施慎行. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[9]基于暫態(tài)主頻分量相關(guān)性分析的故障選線(xiàn)方法[J]. 劉謀海,方濤,姜運(yùn),周豐,韋根,黃龍. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2016(02)
[10]基于動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲距離的小電流接地故障區(qū)段定位方法[J]. 劉鵬輝,黃純. 電網(wǎng)技術(shù). 2016(03)
博士論文
[1]基于暫態(tài)信息的配電網(wǎng)單相接地故障定位技術(shù)研究[D]. 孫波.山東大學(xué) 2009
[2]基于Prony算法的小電流接地故障暫態(tài)選線(xiàn)技術(shù)[D]. 張新慧.山東大學(xué) 2008
本文編號(hào):3636752
【文章來(lái)源】:湖南大學(xué)湖南省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:138 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景與研究意義
1.2 配電網(wǎng)單相接地故障保護(hù)的研究現(xiàn)狀
1.2.1 配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)故障選線(xiàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)故障定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 配電網(wǎng)單相高阻接地保護(hù)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
第2章 基于零序阻抗特性的諧振接地故障選線(xiàn)方法
2.1 基于高低頻段零序阻抗特性的容差選線(xiàn)原理
2.1.1 配電網(wǎng)饋線(xiàn)零序阻抗特性分析
2.1.2 容差選線(xiàn)原理
2.1.3 高低頻段截止頻率的選取
2.1.4 故障選線(xiàn)步驟
2.2 基于高低頻段阻抗特性的相關(guān)分析選線(xiàn)原理
2.2.1 相關(guān)分析選線(xiàn)原理
2.2.2 選線(xiàn)特性分析
2.3 仿真驗(yàn)證及示范工程故障選線(xiàn)驗(yàn)證
2.3.1 基于高低頻段阻抗特性的容差故障選線(xiàn)仿真驗(yàn)證
2.3.2 基于高低頻段阻抗特性的相關(guān)分析故障選線(xiàn)仿真驗(yàn)證
2.3.3 示范工程故障選線(xiàn)驗(yàn)證
2.4 本章小結(jié)
第3章 諧振接地系統(tǒng)單相接地故障智能定位方法
3.1 配電網(wǎng)零序電流故障特性分析
3.2 故障區(qū)段定位原理
3.2.1 FastICA算法
3.2.2 暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)分量的提取
3.2.3 FCM算法
3.2.4 故障區(qū)段定位步驟
3.3 故障區(qū)段定位仿真及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
3.3.1 仿真驗(yàn)證
3.3.2 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
3.4 本章小結(jié)
第4章 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈的諧振接地系統(tǒng)主動(dòng)式故障選線(xiàn)與定位方法
4.1 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的故障選線(xiàn)方法
4.1.1 選線(xiàn)原理
4.1.2 消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的調(diào)整時(shí)刻
4.1.3 選線(xiàn)步驟
4.2 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的故障區(qū)段定位方法
4.2.1 定位原理
4.2.2 改進(jìn)的定位原理
4.3 仿真驗(yàn)證
4.3.1 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的故障選線(xiàn)仿真驗(yàn)證
4.3.2 調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度的故障區(qū)段定位仿真驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第5章 諧振接地系統(tǒng)單相高阻接地故障選線(xiàn)方法
5.1 諧振接地系統(tǒng)單相高阻接地故障暫態(tài)特征分析
5.1.1 高阻接地故障等效模型
5.1.2 過(guò)阻尼狀態(tài)暫態(tài)分析
5.1.3 欠阻尼狀態(tài)暫態(tài)分析
5.2 諧振接地系統(tǒng)單相高阻接地故障選線(xiàn)原理
5.3 諧振接地系統(tǒng)單相高阻接地故障選線(xiàn)仿真驗(yàn)證
5.3.1 MATLAB/Simulink仿真驗(yàn)證
5.3.2 RTDS仿真驗(yàn)證
5.4 本章小結(jié)
第6章 小電阻接地系統(tǒng)單相高阻接地保護(hù)方法
6.1 小電阻接地系統(tǒng)單相高阻接地故障特征分析
6.2 小電阻接地系統(tǒng)單相高阻接地保護(hù)原理
6.2.1 基本原理
6.2.2 保護(hù)判據(jù)
6.2.3 互感器極性反接對(duì)保護(hù)的影響
6.2.4 啟動(dòng)判據(jù)
6.3 小電阻接地系統(tǒng)單相高阻接地保護(hù)仿真驗(yàn)證
6.3.1 基于MATLAB/Simulink的仿真驗(yàn)證
6.3.2 基于RTDS實(shí)驗(yàn)的仿真驗(yàn)證
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
攻讀博士學(xué)位期間撰寫(xiě)的學(xué)術(shù)研究論文
攻讀博士學(xué)位期間授權(quán)與公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利
附錄 B 攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]諧振接地系統(tǒng)高阻接地故障暫態(tài)選線(xiàn)與過(guò)渡電阻辨識(shí)[J]. 薛永端,李娟,陳筱薷,徐丙垠,李天友. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(17)
[2]基于高頻分量相關(guān)度分析的故障選線(xiàn)方法[J]. 劉謀海,方濤,姜運(yùn),曾祥君,黃宇浩,韋根. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]基于多端行波到達(dá)時(shí)差的配電網(wǎng)故障選線(xiàn)方法[J]. 張健,王奕,曾祥君,張遠(yuǎn),寧遠(yuǎn)志,曹晶. 電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]基于改進(jìn)暫態(tài)相關(guān)分析和支持向量機(jī)的電弧故障選線(xiàn)研究[J]. 陳奎,陳博博. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2016(24)
[5]基于小波能量矩的高阻接地故障檢測(cè)方法[J]. 朱曉娟,林圣,張姝,何正友. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2016(12)
[6]基于高低頻段暫態(tài)信號(hào)相關(guān)分析的諧振接地故障選線(xiàn)方法[J]. 湯濤,黃純,江亞群,羅勛華,謝興,劉鵬輝. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(16)
[7]基于零序電壓比率制動(dòng)的小電阻接地系統(tǒng)接地保護(hù)[J]. 薛永端,劉珊,王艷松,徐丙垠. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(16)
[8]一種識(shí)別輸電線(xiàn)路單相接地故障下第二個(gè)反向行波的方法[J]. 雷傲宇,董新洲,施慎行. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[9]基于暫態(tài)主頻分量相關(guān)性分析的故障選線(xiàn)方法[J]. 劉謀海,方濤,姜運(yùn),周豐,韋根,黃龍. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2016(02)
[10]基于動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲距離的小電流接地故障區(qū)段定位方法[J]. 劉鵬輝,黃純. 電網(wǎng)技術(shù). 2016(03)
博士論文
[1]基于暫態(tài)信息的配電網(wǎng)單相接地故障定位技術(shù)研究[D]. 孫波.山東大學(xué) 2009
[2]基于Prony算法的小電流接地故障暫態(tài)選線(xiàn)技術(shù)[D]. 張新慧.山東大學(xué) 2008
本文編號(hào):3636752
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