本文關鍵詞： 小電流接地故障 暫態(tài)機理 LC諧振 配網(wǎng)參數(shù) 分布電容充放電機理　出處：《中國石油大學(華東)》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：小電流接地故障暫態(tài)特征的研究對配電網(wǎng)中性點接地及相關技術具有重要意義,而已有暫態(tài)研究主要集中在故障檢測方向,對暫態(tài)機理的研究和結論均非常有限,僅有的基于健全相與故障相分布電容充放電的暫態(tài)機理,尚未得到嚴格的理論分析和驗證,且僅反映了部分暫態(tài)諧振過程,不夠準確和全面。本文建立了基于線路分布參數(shù)包括故障點上下游的故障全網(wǎng)模型,從均勻傳輸線阻抗特性的角度分析了單條出線及各模網(wǎng)絡阻抗的依頻變化(交替呈現(xiàn)容性與感性)特性,給出了小電流接地故障暫態(tài)過程LC諧振機理,即暫態(tài)過程由若干組單條出線內(nèi)、同模網(wǎng)絡內(nèi)的LC并聯(lián)/串聯(lián)諧振以及各模網(wǎng)絡間LC串聯(lián)諧振產(chǎn)生。該方法提出的LC諧振機理可用于分析全頻域內(nèi)各次諧振的產(chǎn)生機理及能量交換規(guī)律。模網(wǎng)絡間串聯(lián)諧振產(chǎn)生的暫態(tài)電流含有明確的故障位置信息,可為故障檢測技術提供依據(jù)。配網(wǎng)內(nèi)各參數(shù)的變化可能產(chǎn)生新的諧振條件或改變已有的諧振條件甚至使部分諧振消失。本文針對全頻域內(nèi)能量最大、能夠反映暫態(tài)過程基本特征的主諧振過程,分析了各配網(wǎng)參數(shù)改變對其頻率變化的影響,其中主諧振頻率伴隨最長健全線路長度、故障點上游線路長度變化影響較大。針對傳統(tǒng)分布電容充放電機理,本文分別建立了單相/三相系統(tǒng)充、放電模型,經(jīng)分析得出結論為:單相系統(tǒng)充、放電模型故障電流主諧振分量與全系統(tǒng)模型的各諧振分量都無法對應;三相系統(tǒng)充、放電模型因三相耦合作用無法徹底分離充電與放電過程。初步驗證了傳統(tǒng)機理的不合理性。MATLAB編程計算及ATP仿真驗證了本文提出的暫態(tài)LC諧振機理、各配網(wǎng)參數(shù)改變對暫態(tài)主諧振影響變化規(guī)律的正確性及傳統(tǒng)分布電容充放電暫態(tài)機理的不合理性。本文所做工作有助于全面、準確把握小電流接地故障暫態(tài)特征,不僅為故障檢測和保護、過電壓防護、接地補償以至配網(wǎng)中性點接地方式等技術的發(fā)展提供理論依據(jù),也是未來智能配電網(wǎng)中相關技術研究的基礎。
[Abstract]:The study of transient characteristics of low-current grounding faults is of great significance to neutral grounding and related technologies in distribution networks. However, the existing transient studies are mainly focused on the direction of fault detection, and the research and conclusions on transient mechanism are very limited. The only transient mechanism of capacitive charge and discharge based on sound phase and fault phase distribution has not been strictly theoretically analyzed and verified, and only reflects part of the transient resonant process. It is not accurate and comprehensive. In this paper, a fault network model based on line distribution parameters including upstream and downstream fault points is established. From the point of view of impedance characteristic of uniform transmission line, the frequency variation (alternating capacitive and inductive) characteristics of impedance of single output line and each mode network are analyzed, and the LC resonance mechanism of transient process of small current grounding fault is given. That is, the transient process is made up of several groups of single lines, LC parallel / series resonance in the same mode network and LC series resonance in each mode network. The LC resonance mechanism proposed by this method can be used to analyze the generation mechanism and energy exchange law of each resonance in the full frequency domain. The transient current generated by series resonance contains specific fault location information. It can provide the basis for fault detection technology. The variation of parameters in the distribution network may produce new resonance conditions or change the existing resonant conditions or even make some resonance disappear. In this paper, the maximum energy in the whole frequency domain can be obtained. The main resonance process, which can reflect the basic characteristics of the transient process, is analyzed. The influence of the change of the distribution network parameters on the frequency change is analyzed, in which the main resonant frequency is accompanied by the longest sound line length. According to the traditional distributed capacitance charging and discharging mechanism, the charging and discharging models of single-phase / three-phase system are established in this paper. The main resonance component of the fault current in the discharge model can not correspond to the resonance component of the whole system model. Because of the three-phase coupling, the discharge model can not completely separate the charging and discharging process. The unreasonableness of the traditional mechanism is preliminarily verified. MATLAB programming and ATP simulation verify the transient LC resonance mechanism proposed in this paper. The influence of the distribution network parameters on the transient main resonance is correct and the traditional distributed capacitance charge-discharge transient mechanism is not reasonable. The work done in this paper is helpful to comprehensively and accurately grasp the transient characteristics of the small current grounding fault. It not only provides the theoretical basis for the development of fault detection and protection, over-voltage protection, grounding compensation and neutral grounding mode of distribution network, but also is the basis of related technology research in smart distribution network in the future.
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM862

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本文編號：1550252