【摘要】：我國中低壓配電網(wǎng)廣泛采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)(NES),這種接地方式在發(fā)生單相接地故障時(shí),接地點(diǎn)的電流很小。當(dāng)故障電阻大于三倍的系統(tǒng)零序阻抗時(shí),可認(rèn)為發(fā)生高阻接地故障(HIF),此時(shí)系統(tǒng)相電壓的大小以及相位根據(jù)故障電阻而發(fā)生改變,系統(tǒng)能夠在故障狀態(tài)下運(yùn)行一段時(shí)間。若線路長時(shí)間帶故障運(yùn)行,相電壓升高會使得系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣遭到危害,故障點(diǎn)溫升可能引發(fā)火災(zāi),特別是導(dǎo)線墜落大地故障電流流向地面引發(fā)跨步電壓對人身安全造成威脅。因此發(fā)生單相接地故障時(shí)應(yīng)及時(shí)選出故障線路,確定故障區(qū)段,從而排除故障。相比于金屬性接地與低阻接地,HIF電氣量變化不明顯,處理起來更加困難。通過穩(wěn)態(tài)等值電路的分析得出了過渡電阻對中性點(diǎn)電壓、故障相電壓、故障點(diǎn)電流造成的影響;通過暫態(tài)等值電路,分析NES暫態(tài)零序電流的構(gòu)成以及影響各成分的因素。著重對HIF暫態(tài)過程進(jìn)行分析,得出HIF時(shí)母線零序電壓的特性,健全線路與故障線路、故障點(diǎn)上下游零序電流在幅值及相角上的差別,以此差別為判據(jù)基礎(chǔ),通過提出新的算法來放大健全線路與故障線路、故障點(diǎn)上下游之間的差別,從而實(shí)現(xiàn)故障選線、區(qū)段定位。基于上述理論分析,根據(jù)過補(bǔ)償情況下HIF時(shí)線路中各檢測點(diǎn)的工頻無功功率值為正值,以此為判據(jù)對線路中反接的零序電流互感器進(jìn)行辨別。通過獲取母線的純暫態(tài)電壓分量以及各檢測點(diǎn)的純暫態(tài)電流分量,來消除由于系統(tǒng)不平衡電流以及穩(wěn)態(tài)電流對故障特征量的影響。根據(jù)健全線路及故障點(diǎn)下游各檢測點(diǎn)有功功率小,故障點(diǎn)上游有功功率大的特點(diǎn),將各檢測點(diǎn)純暫態(tài)電流分量投影到母線純暫態(tài)電壓分量上來擴(kuò)大健全線路與故障線路、故障點(diǎn)上下游幅值以及極性的差異。計(jì)算各檢測點(diǎn)純暫態(tài)零序經(jīng)投影后的電流的動態(tài)時(shí)間彎曲距離,實(shí)現(xiàn)HIF的選線以及區(qū)段定位。通過ATP-EMTP軟件構(gòu)建配電網(wǎng)NES仿真模型,研究了線路中各種因素對暫態(tài)零序電流的影響。采用大量仿真實(shí)驗(yàn)證明本文所提算法可以準(zhǔn)確地判定故障線路,根據(jù)選線結(jié)果有效地判定故障區(qū)段,并且在受到電磁干擾以及間歇性故障時(shí)也能取得很好的效果。最后利用具有單相接地故障處理功能的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng),采用本文提出的基于暫態(tài)投影法的單相HIF選線、區(qū)段定位法對實(shí)際錄制波形進(jìn)行驗(yàn)證,進(jìn)一步證明了所提方法的適用性以及準(zhǔn)確性。
【圖文】：

ｔ邋／邋Ｓ逡逑圖２－７不同故障電阻下的故障線路零序電流波形圖逡逑對各接地電阻暫態(tài)零序電流波形進(jìn)行ＦＦＴ頻譜分析，結(jié)果如圖２－８所示。逡逑２0［邋７＼邋＇邋＇邋＇邋’｜＿０．ｉｎ逡逑二邋Ｚ逡逑１：邋Ａ邋：逡逑０邐５００邐１０００邐１５００邐２０００邐２５００邐３０００逡逑頻率／ＨＺ逡逑圖２－８不同過渡電阻下的故障線路零序電流ＦＦＴ頻譜分析逡逑從圖２－８中可以看出故障點(diǎn)經(jīng)小電阻接地時(shí)，暫態(tài)諧振過程受到零系統(tǒng)模逡逑和線模參數(shù)的影響，暫態(tài)電流中主要成分是高頻分量，且遠(yuǎn)大于工頻分量，持逡逑續(xù)時(shí)間較短。ＨＩＦ時(shí)暫態(tài)階段受到系統(tǒng)線路零模電容、消弧線圈電感、過渡阻逡逑抗等因素的影響，諧振頻率較低，，幅值較小，但持續(xù)時(shí)間可長達(dá)數(shù)個(gè)周波，系逡逑統(tǒng)中只含有與工頻相近的低頻分量。因此一些在低阻使用的頻域分析方法在逡逑ＨＩＦ時(shí)較難取到理想的結(jié)果，考慮使用時(shí)域分析方法進(jìn)行選線、定位。逡逑２．３高阻接地故障特征分析逡逑１８逡逑

邐０．０６逡逑ｔ邋／邋Ｓ逡逑圖２－７不同故障電阻下的故障線路零序電流波形圖逡逑對各接地電阻暫態(tài)零序電流波形進(jìn)行ＦＦＴ頻譜分析，結(jié)果如圖２－８所示。逡逑２0［邋７＼邋＇邋＇邋＇邋’｜＿０．ｉｎ逡逑二邋Ｚ逡逑１：邋Ａ邋：逡逑０邐５００邐１０００邐１５００邐２０００邐２５００邐３０００逡逑頻率／ＨＺ逡逑圖２－８不同過渡電阻下的故障線路零序電流ＦＦＴ頻譜分析逡逑從圖２－８中可以看出故障點(diǎn)經(jīng)小電阻接地時(shí)，暫態(tài)諧振過程受到零系統(tǒng)模逡逑和線模參數(shù)的影響，暫態(tài)電流中主要成分是高頻分量，且遠(yuǎn)大于工頻分量，持逡逑續(xù)時(shí)間較短。ＨＩＦ時(shí)暫態(tài)階段受到系統(tǒng)線路零模電容、消弧線圈電感、過渡阻逡逑抗等因素的影響，諧振頻率較低，幅值較小，但持續(xù)時(shí)間可長達(dá)數(shù)個(gè)周波，系逡逑統(tǒng)中只含有與工頻相近的低頻分量。因此一些在低阻使用的頻域分析方法在逡逑ＨＩＦ時(shí)較難取到理想的結(jié)果，考慮使用時(shí)域分析方法進(jìn)行選線、定位。逡逑２．３高阻接地故障特征分析逡逑１８逡逑
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM862

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本文編號：2669905