基于暂态行波小电流系统单相接地故障定位研究.doc

分类号 密级 U D C 编号 基于暂态行波的小电流系统单相接地故障定位研究　　　　　　　　 学 位 论 文 基于暂态行波的小电流系统单相接地故障定位研究 指导教师姓名 教授 　　　　 申请学位级别 硕士 学科、专业 系统工程 　　　　 论文提交日期 Study on Fault Location of Grounded Fault in Non-effectively Earthed System Based on Transient Traveling Waves Dissertation Submitted to in partial fulfillment of requirement for the degree of Master of Engineering By Supervisor: Prof. 摘要 我国的中低压配电网多采用小电流接地系统，因为这种运行方式具有提高供电可靠性的优点。小电流接地系统单相接地故障占全网故障的80%以上，尽快选出故障线路，测定故障点距离，对于系统运行具有重要意义。但是综合国内外的研究现状，当小电流接地系统发生单相永久性接地故障后，故障选线和故障测距问题长久以来并没有得到很好的解决。 在上述背景下，本文对国内外现存的各种故障选线和测距原理方案进行了比较和评估。重点分析了小电流接地系统发生单相接地故障时的暂态行波传输过程，在此基础上，提出了运用暂态行波模量实现选线和测距的故障定位方法。该方法有效克服了利用工频分量进行选线和测距传统故障定位方法的不足，提高了选线和测距的准确性和可靠性。 首先，本文对电力系统行波基本理论进行了阐述，通过采用相模变换方法消除三相线路之间的耦合影响。在此基础上分析了小电流系统单相接地故障时行波传输特征，以此来确定进行选线和测距的行波信号的选取。 其次，利用小波变换的奇异性检测原理和模极大值理论，详细分析了暂态电流行波模量经小波变换的故障特征，根据线路之间模极大值幅值和极性的差异，构造了基于暂态电流行波线模分量和零模分量的故障选线判据。这两种选线判据对应着系统中电流互感器安装方式的不同，是新型的故障选线方法。在Matlab Simulink中建立小电流系统动态仿真模型，通过大量算例验证了该选线方法的可行性，并给出了算法软件实现程序。 最后，对目前的行波测距原理进行了分析比较，归纳总结了影响小电流系统行波故障测距精度的因素，提出了新型的不受波速影响的电流行波模量单端测距法，同时利用小波分析和数学形态学检测信号奇异性的功能，实现测距算法中对波头的识别。针对上述建立的Matlab Simulink动态仿真模型，来编制故障测距计算程序和小波分析、数学形态学对信号识别波头的程序。通过仿真算例验证了该新型行波测距算法的可行性和可靠性。 关键词: 小电流接地系统；单相接地；故障选线；故障测距；行波；小波分析；数学形态学 ABSTRACT Neutral un-effectual grounded system is widely used in the distribution networks in China. It has the virtue of proving power supply’s reliability. Since Single phase earthed faults accounts for more than 80% of the total faults in the grid, it is crucial to select the fault circuit and set out the location of the fault point. But till now fault selection and fault location when single-phase permanent earthed appears haven’t been solved ideally. Under this background, this paper makes comparison and evaluation between existing line selection and fault location methods. T