小电流接地系统单相接地故障选线研究

论文总字数：14377字

摘 要

小电流接地系统被广泛地运用在中国的国家电网系统中。而实现小电流接地的方法有很多，针对于不同的要求有不同的选择。在电网系统中，在中、低压部分发生单相接地故障时，由于其产生的故障电流比较小，所以故障检测的难度较大。由于单一的选线方法无法解决所有单相接地故障，故单相接地故障选线精度低。所以，重要的是研究如何有效地提高单相接地保护的选择性，并在智能化方向上发展选线措施。

关键词：小电流接地;故障选线;单相接地

Power System Harmonic Detection

Abstract

Small current grounding system is widely used in China"s state grid system. There are many ways to realize small current grounding, and there are different choices for different requirements. In the power grid system, when the single-phase ground fault occurs in the middle and low voltage parts, the fault current is relatively small, so the fault detection is difficult. Because a single line selection method can not solve all single-phase grounding faults, the accuracy of single-phase grounding fault line selection is low. Therefore, it is important to study how to effectively improve the selectivity of single-phase grounding protection and develop line selection measures in the intelligent direction.

Keywords: Small current grounding，Fault line selection，Single phase grounding

目录

摘要

Abstract II

第一章 绪论

1.1课题现状研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3本文主要探讨内容

第二章 小电流接地系统单相接地故障分析

2.1小电流接地系统单相接地稳态特征

2.2小电流系统单相接地暂态特征分析

2.2.1暂态电容电流 10

2.2.2暂态电感电流

2.3本章小结

第三章 小电流接地系统单相接地故障选线方法

3.1基于稳态特征的选线方法

3.2基于暂态特征的选线方法

3.3本章小结

第四章 基于MATLAB平台小电流接地系统单相故障的选线仿真

4.1仿真模型的建立

4.1.1 MATLAB/SIMULINK仿真软件简介

4.1.2小电流接地系统模型

4.2仿真说明和结果

4.3本章小结

第五章 展望与总结

致谢

参考文献

第一章 绪论

1.1课题现状研究背景及意义

电力工业是各行各业的基础产业。电能也为经济发展和社会进步奠定了非常坚实的基础。以去除空气放电为目的我们采用了电流接地的方案。经过多年的研究，孕育了小电流接地系统地一些相应的方法。根据这几年的研究总结，小电流接地系统有很多的优点，比如接地电流较小、供电可靠性高等等，能够快速地上手。但在使用小电流接地系统地时候也有一些问题和缺点，就需要及时改善。

发生的故障会渐渐发展成两点甚至是多点接地短路，这样会毁坏设备的绝缘部分，进而危及工作人员的人身安全。所以很有必要研发相应的选线设备，进行辨识和去除故障线路。实际运营中，往往对中性点经消弧线圈接地系统，过渡电阻、运行方式和互感器的不平衡电流影响了选线装置发生了误判甚至是漏判。增加附加设备是有源选线的选线根据，而不是以故障量为选线依据，在系统中主动地输入信号，然后判断系统发生了什么变化。稳态或者暂态故障量是无源选线的依据，而且无源选线的故障信息要从系统中得到。在这之中，根据稳态电量选线办法进行选线，能够运用故障持续发生的时内的信息，可是故障信号的幅值较小，容易被系统的运行方式所影响。暂态电量较于稳态电量，他的突出点是识别率高而且幅值大，但是持续的时间较短，衰减也快。根据这些情况，论述了小电流接地系统单相故障时的选线原则。

1.2 研究现状

因为故障电流的水平很低，在能够单相接地的时候，为了争取到故障定位的时间，而且向用户持续供电，需要系统在一定的时间内可以持续运行。所以小电流接地系统在我们的国家被广泛运用。但是因为配电网扩大规模、线路的复杂程度逐渐提升和大众对供电要求的提升，对配电自动化系统的一系列功能的要求也随之提升。

与此之外，电容电流伴随着电缆和馈线的增长而增长。若是系统经常处于单相接地的情况下，会发生电弧接地，会导致线路的过电压，而且还可能导致多点故障，会严重影响系统安全。所以，需寻找一种方法来解决这个问题。就比如法国、德国等一些国家在谐振接地系统之上加入了消弧线圈自动调谐技术，运用这一方法后，电弧变得容易熄灭，而且故障电流有效地被降低。但是缺点就是更加地下降了短路电流水平，故障线路特征变得更加模糊，使故障选线和测距变得更麻烦。

世界上的学者因为要解决这个问题，做了很大的功课。基于故障线路和正常线路零序电流特征相差别，有的学者利用这一原理，然后根据对比零序电流的有、无功分量去定位故障线路。还有的学者提出这个方法：中性点通过小电阻接地，进而强化了故障电流特征，使故障的切除时间变短。除了这些之外，微机技术与小波理论应用到小电流接地系统故障选线之中后，目前的研究热点就编程了基于零序信号暂态分析法与群信号比较法。本篇文章讲了谐振系统与中性点不接地系统的故障特征，而且全方位地介绍和讨论了对应的选线方法。

1.3本文主要探讨内容

1. 小电流接地系统单相接地故障选线方法存在的部分问题，对他们进行分析，并且探讨今后的发展方向；
2. 利用simulink的仿真环境验证基于稳态信号或者暂态信号的单相接地选线方法的准确性；
3. 关于现有的线路选择方法的特征和缺点，可以得到小电流接地故障选线的新倾向是智能选线方法和综合选线方法；
4. 在选线过程中，数据的缺失是一个难题，为解决这个问题，通过研制了一种小电流接地系统故障选线监测器来解决这一问题，为综合选线和智能选线提供全面的数据样本。

第二章 小电流接地系统单相接地故障分析

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