零序电流接地选线原理与方法研究毕业论文.doc

零序电流接地选线原理与方法研究毕业论文 目 录 1 绪论 1 1.1小电流接地系统单相接地故障研究现状 1 1.2 小电流接地系统单相接地故障选线难点 2 1.3 本论文研究的目的和主要内容 3 2 小电流接地选线理论基础 4 2.1 小电流接地方式介绍 4 2.2各种接地方式单相接地故障分析 6 2.2.1中性点不接地电网单相接地故障的特点 6 2.2.2中性点经消弧线圈接地电网单相接地故障的特点 8 2.3小电流接地暂态过程的基本特征 10 2.3.1暂态电容电流 10 2.3.2暂态电感电流 13 2.3.3暂态接地电流 14 3 小电流接地电网电弧接地故障模拟实验 15 4 基于暂态零序电流信号特征分量的选线方法研究 25 4.1暂态零序电流幅值比较法 25 4.1.1选线原理 25 4.1.2仿真验证 26 4.2暂态零序电流极性比较法 28 4.2.1选线原理 28 4.2.2故障实例验证 28 4.3 基于相关分析的选线方法 30 4.3.1互相关系数 30 4.3.2故障选线原理 30 4.3.3仿真验证 31 4.4 选线方法对比 34 5 选线新方法原理与仿真 35 5.1基于暂态零序电流首半波比值选线方法 35 5.2 MATLAB仿真及实现 36 5.2.1 线路参数设置 37 5.2.2变压器及负荷参数设置 37 5.2.3算法选取与仿真参数设置 38 5.2.4仿真结果 38 5.2.5仿真结果分析 45 6 结论 46 致 谢 48 参考文献： 49 附录： 51 翻译部分 53 中文译文 53 英文原文 68 1 绪论 我国电力系统中性点接地方式有两种，即中性点直接接地方式和中性点非直接接地方式。110kV及以上电网采用中性点直接接地方式，在这种系统中，发生单相接地时，短路电流很大，故称大电流接地系统。电压等级在110kV以下、6kV以上的中低压配电网络中，其中性点接地方式主要为非直接接地方式，即不接地或者经过消弧线圈接地，这样的系统一般称为小电流接地系统[1]。 小电流接地系统直接面向用户。根据电力运行部门统计，其发生单相接地故障的几率最高，可占总故障的80%左右，这时供电仍能保证线电压的对称性，且故障电流较小，不影响对负荷连续供电，故不必立即跳闸，规程规定可以连续运行1~2h。尤其在瞬时故障下，短路点可以自行灭弧，恢复绝缘，不需要运行人员采取什么措施，这对于减少用户短时停电次数具有积极意义[2]。 但是，随着配电网的迅速发展，电网中电缆线路的比例上升，缆线混合线路越来越多，系统线路也增多，系统单相接地故障电流增大，长时间运行就容易使故障扩大成两点或者多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行，所以运行人员必须及时查明故障线路，以便采取相应对策解除故障，恢复系统正常运行。配电网发生单相接地时，一般只要求继电保护能选出发生接地的线路并及时发出信号，而不必理解跳闸，但当单相接地对人身和设备的安全造成危险时，则应动作于跳闸。这就提出了配电网的单相接地故障选线问题。 1.1小电流接地系统单相接地故障研究现状 对于故障选线的研究，在前苏联，小接地电流系统得到了广泛应用，并对其保护原理和装置给予了很大重视，研制了几代装置，在供电和煤炭行业得到了应用，保护原理从过电流、无功方向发展到了群体比幅。装置由电磁式继电器，晶体管发展到了模拟集成电路和数字电路，而微机构成的装置较少。日本在供电、钢铁、化工用电中普遍采用中性点不接地或经电阻接地系统，选线原理简单，采用基波无功方向法。近年来，在如何获取零序电流信号以及接地点分区段方面投入不少力量，采用光纤研制的架空线和电缆零序互感器试验成功。德国多使用中性点经消弧线圈接地系统，并于20世纪30年代就提出了反映故障开始暂态过程的单相接地保护原理，研制了便携式接地报警装置。法国使用中性点经电阻接地系统几十年后，现在正以中性点经消弧线圈接地系统取代中性点经电阻接地系统，同时开发了高新技术产品：零序导纳接地保护。20世纪九十年代初，国外已将人工神经网络原理应用于单相接地保护，并有文献提到应用专家系统方法，随着小波分析的出现和发展，国内外均有文献提及，利用小波分析良好的时频局部性，分析故障暂态电流的高频分量的方法。 我国从1958年起，就一直对小电流接地系统单相接地故障的选线问题进行研究，提出了多种选线方法，并开发了相应的装置。20世纪50年代我国有根据首半波极性研制成功的接地保护装置和利用零序电流五次谐波研制成功的接地选线定位装置。70年代后期，上海继电器厂和许昌继电器厂等单位研制生产了一批有选择性的接地信号装置，如反映中性点不接地系统零序功率方向保护ZD-4型保护，反映经消弧线圈接地系统5次谐波零序功率方向的ZD-5、ZD-6