【摘要】：為提高供電可靠性,我國中低壓配電網(wǎng)普遍采用中性點小電流接地系統(tǒng),出現(xiàn)單相接地故障時,存在故障特征不明顯、故障差異微弱等問題,故障的診斷和區(qū)段定位難以達到較高的準確度。在主動配電系統(tǒng)中,分布式電源的接入使得故障電流來源呈現(xiàn)多樣化,給配電網(wǎng)故障診斷與定位帶來了更大的挑戰(zhàn)。同時,大量分布式電源接入也給配電網(wǎng)故障診斷與定位提出了更高的要求,在最新的規(guī)定中,國家電網(wǎng)公司將傳統(tǒng)永久性單相接地故障發(fā)生后的“帶電運行2小時”改為了“選段跳閘”。目前,傳統(tǒng)量測裝置普遍存在精度差、采樣率低的問題,極大的限制了配電網(wǎng)保護的發(fā)展,微型同步相量量測裝置(μPMU)因其可提供高精度、高采樣率、帶同步時標的電壓、電流及頻率信號,給該問題的解決提供了新的契機,為利用多點信息協(xié)同處理配電網(wǎng)問題提供了可能。在此背景下,本文對基于多端μPMU同步量測數(shù)據(jù)的故障診斷和區(qū)段定位算法開展研究,具體內(nèi)容如下:(1)對傳統(tǒng)小電流接地配電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時的電壓電流幅值相位、電流分布、零序電流幅值以及分布式電源接入后所提供的短路電流特征進行了詳細分析,表明主動配電系統(tǒng)中的利用單一穩(wěn)態(tài)特征量難以進行有效故障判別;對μPMU裝置的結(jié)構(gòu)和提供的數(shù)據(jù)精度進行了分析,依據(jù)所提供的同步量測信息和就地處理能力,在計及通信壓力的基礎(chǔ)上,提出了本地-主站分層協(xié)同的配電網(wǎng)故障診斷與區(qū)段定位架構(gòu)。(2)在本地-主站的分層架構(gòu)下,提出了基于多端同步量測數(shù)據(jù)的故障診斷方法。在本地側(cè),對一定數(shù)據(jù)窗下的輔助特征量(信息熵和小波模極大值)進行提取,與其他量測數(shù)據(jù)一并以較低頻率上傳。在主站側(cè),利用主成分分析算法對每個時刻的同步數(shù)據(jù)斷面進行降維形成低維特征量;繼而,依靠多場景情況下的特征量對支持向量機進行訓練,通過訓練后的模型進行故障診斷;最后,對判別為故障情況下的高頻數(shù)據(jù)進行召回和二次判別,并利用連續(xù)斷面合理性分析和輔助特征量對判別結(jié)果進行檢驗和修正。(3)針對單相接地故障發(fā)生后需要快速確定故障區(qū)段位置的需求,提出了基于區(qū)段雙端信息差值的故障區(qū)段定位方法。首先,基于故障時的高頻召回數(shù)據(jù)對區(qū)段雙端信息差值斷面進行聚類計算,得出不同區(qū)段故障下的聚類中心位置;進而通過貝葉斯判別算法,判別故障場景下召回斷面歸屬于各個區(qū)段的比例以實現(xiàn)快速故障區(qū)段定位。在PSCAD/EMTDC中對34節(jié)點主動配電系統(tǒng)模型進行了搭建,并對本文所提故障診斷及區(qū)段定位方案進行了驗證,多場景下的仿真結(jié)果驗證了故障診斷及區(qū)段定位的可行性、準確性和可靠性。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM862
【圖文】：

Ｃ邋Ｂ逡逑／Ｊ！邋＾邋＾邋＾逡逑圖２－２中性點不接地配電網(wǎng)中單相接地時電流分布逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｗｈｅｎ邋ｓｉｎｇｔｅ邋ｐｈａｓｅ邋ｔｏ邋ｅａｒｔｈ邋ｆａｕｌｔ邋ｏｃｃｕｒｓ邋ｏｎ邋ｎｅｕｔｒａｌ邋ｎｏｎ－ｄｉｒｅｃｔ逡逑ｇｒｏｕｎｄｅｄ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑１０逡逑

￣邐Ｃｏｉｆ邋＝ｉ逡逑ｉｔ邋Ａ邋Ｉ逡逑圖２－５諧振接地配電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障零序等效網(wǎng)絡圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－５邋Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｏｆ邋ｚｅｒｏ邋ｓｅｑｕｅｎｃｅ邋ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｗｈｅｎ邋ｓｉｎｇｌｅ邋ｐｈａｓｅ邋ｔｏ邋ｅａｒｔｈ邋ｆａｕｌｔ邋ｏｃｃｕｒｓ邋ｏｎ逡逑ｒｅｓｏｎａｎｃｅ邋ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑在消弧線圈補償方式為過補償情況時，故障點上流經(jīng)的電感電流大于系統(tǒng)總逡逑對地電容電流，殘余電流呈感性，此時，故障線路上的零序電流為該線路對地電逡逑１２逡逑

了邐Ｌ＼＼邐ＴＴ＾Ｔ＾逡逑ｃ邋ｂ邋ａ邋４｝ｊ邋ＩＩＩ逡逑圖２－４諧振接地配電網(wǎng)中單相接地時電流分布逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－４邋Ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｗｈｅｎ邋ｓｉｎｇｌｅ邋ｐｈａｓｅ邋ｔｏ邋ｅａｒｔｈ邋ｆａｕｌｔ邋ｏｃｃｕｒｓ邋ｏｎ邋ｒｅｓｏｎａｎｃｅ邋ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ逡逑ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑忽略消弧線圈電阻，在零序電壓作用下產(chǎn)生的電感電流為：逡逑ｉＬ＝＝￡±邋＝邋Ｊ＾±邐（２－５）逡逑Ｌ邋Ｘ邋Ｌ邋Ｊ邋ｃｏＬ邐Ｋ邋ｆ逡逑式中，Ｚ、五分別是消弧線圈的電感和感抗。消弧線圈上的電流經(jīng)故障點沿故障相逡逑返回，因此，故障電流上應增加一個電感上的電流分量，總接地故障電流為：逡逑Ａ邋＝４＋４邐（２－６）逡逑人與系統(tǒng)對地電容電流之和／（，相位相反，因此，消弧線圈會降低故障電流。如果逡逑幾與／ｃｋ相等，則配電網(wǎng)處于完全補償狀態(tài)；當幾小于／Ｃｋ時則屬于欠補償；當幾逡逑大于／Ｃｋ為過補償。為了防止線路發(fā)生串聯(lián)諧振，一般采用的方式為過補償方式［５火逡逑此時

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本文編號：2749691