配电网单向接地故障的测距Word文件下载.docx

配电网单向接地故障的测距Word文件下载.docx

《配电网单向接地故障的测距Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《配电网单向接地故障的测距Word文件下载.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

首先介绍了配电网的运行方式和运行原理，然后介绍了配电网单相接地故障产生的原因和危害，对目前存在的各种测距方法的准确性、可靠性进行了切实的研究和细致的分析，归纳整理了各种方法的优缺点，最后在Matlab/Simulink环境下利用SimPowerSystem模块搭建了配电网中性点不接地系统单相接地故障的仿真模型，通过仿真了解其危害，为实现准确故障测距定位，采用合理的排障措施提供思路，从而提高配电网的工作可靠性，为用电设备提供安全可靠的运行环境。

关键词：

配电网，单相接地，测距，Simulink

Abstract

Distributionnetworkisoneoftheimportantcomponentsofthepowersystem,itssecurity,stability,reliableoperationistoprotectthepeople'

spoweroflife.However,thedistributionnetworkcircuitcomplexity,changingenvironment,avarietyoffailureswillinevitablyoccur,inwhichsingle-phasegroundshort-circuitfaultismostlikelytooccurinafault.Whenthegridfails,theshortestpossibletime,tothepointoffailureforaccuraterangingandpositioning,faultisolationwithintheminimumrange,thusensuringthecontinuednormaloperationofthepowergridisessentialworkerscannotshirkresponsibility.However,thedistributionnetworkresultedinacomplexenvironmentofincreasingdifficultylocatingfaultlocation,thecurrentsituation,forfastandaccuratepositioningsingle-phasegroundfaultisstillafullandperfectyetsolved.

Thispaperstudiedanddiscussedthedistributionnetworkofsingle-phasegroundfaultlocation.Firstintroducedtheprincipleofoperationmodeandoperationofthedistributionnetwork,andthenintroducesthecausesanddistributionnetworkharmresultingsingle-phasegroundfault,theaccuracyofvariousmethodsrangingexistingreliabilitystudiescarriedouteffectivelyanddetailedanalysis,collateandanalyzetheadvantagesanddisadvantagesofeachmethod,andfinallyintheMatlab/Simulinkenvironmenttobuildadistributionnetworksingle-phasegroundfaultsimulationmodeltolearnaboutthesingle-phasegroundshortcircuithazardsarisingforcalculatingaccuratefaultlocation,usingreasonablemeasurestoprovidetroubleshootingideastoimprovethedistributionnetworkreliability,providingsafeandreliableoperatingenvironmentforelectricalequipment.

KeyWords:

Distributionnetwork,single-phasegroundfault,Simulink

目录

摘要 1

Abstract 2

目录 4

1.绪论 5

1.1研究目的与意义 5

1.2国内外研究现状 6

1.3课题研究内容与要求 6

2.配电网单向接地故障基本内容 7

2.1配电网的运行原理 7

2.2单相接地产生原因与危害 8

2.3配电网单相接地的特点 9

3.配电网单相接地故障测距的方法 11

3.1阻抗法 11

3.2行波法 11

3.3故障分析法 12

4.系统仿真 14

4.1Matlab/Simulink简介 14

4.2系统建模 14

4.3仿真结果与分析 18

5.总结 21

致谢 23

参考文献 24

1.绪论

1.1研究目的与意义

在电工学日益发展成熟的19世纪末期，雅克比发明了第一台实用电动机，随后西门子发明了第一台使用的自激式发电机，爱迪生发明了白炽灯，电力系统在此基础上诞生了[1]。

带那里系统经过了早期的直流输电、高压交流输电、超（特）高压交流输电等阶段，直到现代的超（特）高压交直流混合输电。

电力系统是由发电、变电、输电、配电等环节加上传输线路到达电能用户的一个整体[2]。

配电网（DistributedPowerSystem）是整个系统的关键环节，它是连接电力用户和输电系统的纽带（图1）。

图1我国配电网的典型结构

诚然，电力系统因其复杂的工作环境等因素，在运行过程中发生故障不可避免。

在所有故障中，短路故障是最常见也是危害最大的故障。

单相接地短路故障的发生率为最大，约占80%左右的比例，会对电力系统产生严重影响[1]。

在人们的生产生活中，配电网是不可或缺的，它是所有用电设备正常运行的保障。

当前，我国的配电网自动化技术正蓬勃发展，但是还处于初级阶段，还有电力科学家的进一步研究。

一旦电网出现故障，得不到及时高效的处理，将会造成很大影响。

因此，摆在电力行业工作人员面前的任务就是，在最短的时间内，及时找出故障发生的原因，迅速排查线路中的故障点，把故障控制在最小范围，尽量降低受影响用户的数量。

配电网单相接地故障测距，合理地减少和避免单相接地故障造成的影响，就具有很重要的现实意义。

通过对该课题的研究，一方面要熟悉配电网备运行的原理和发生单项接地故障产生的危害，分析几种测距方法的利与弊。

1.2国内外研究现状

就目前来讲，我国的电力系统常用的接地方式主要有4种：

中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经过电阻器接地以及中性点不接地。

我国配电网主要采用中性点非有效接地或不接地的方式，其产生的电流小，又叫小电流接地系统。

我国相关电力规程规定，小电流接地系统发生单相接地故障时，可带故障继续运行1~2小时。

但是，如果长期运行将会造成更大的相间短路故障，会造成严重的损失。

于是，找出故障线路，合理选线排除故障，势在必行。

长期以来，国内外继电保护工作者对此类小电流接地系统单相接地故障选线装置进行了不懈的研究与探索，提出了基于不同方面故障特征的多种原理的选线方案，并且研制了相应的装置，在电力系统中发挥了相应的作用。

但是基于配网区别于输电网固有的特点：

节点多，分支线路多，广泛分布于城市及农村、直达所有的用户，这给配电网的单相接地故障选线和测距带来了困难。

小电流接地系统单相接地保护看似简单易行，但实践证明是十分复杂的，这也是一些国家不采用小电流接地方式的主要原因之一。

近年来，国内外相继提出了多种小电流接地故障的测距定位方法，总结一下主要有阻抗法、S注入法、智能算法、行波法等等。

这些不同的测距方法，各有优缺点，应用场合和环境各异，针对具体故障问题，如何选择出正确的、最优的方法，需要考虑众多的因素，有待电力工作者进一步的研究和探索。

1.3课题研究内容与要求

本课题针对配电网小电流接地系统的特点，主要的研究内容和要求是：

l了解配电网的运行原理；

l分析单项接地故障造成的危害；

l利用理论知识搭建单相接地故障Simulink仿真模型；

l对模型进行调试，得出正确结果；

l归纳总结测距方法，分析利弊

2.配电网单向接地故障基本内容

2.1配电网的运行原理

和电力系统其他部分相比，配电系统具有如下一些特点[4][6]：

配电系统在整个电网中运行过程中，往往会因电力负荷的随机变化，再加上外界的各种干扰，导致配电系统的供电可靠性明显降低。

一般地，系统运行分为正常运行状态、检修状态和故障运行状态（

图2）。

图2配电网的运行状态

目前，我国配电网具有的特点有:

1）配电网中电缆线路复杂密集，呈现高度不均匀性，故障定位难度加大；

2）不同于国外，具有独特的中性点接地方式，国外电网技术难以应用；

3）多采用单电源的开环运行方式；

4）单相接地故障是配电网的主要故障，传统的测距方法都针对此种故障；

6）配电网位于用户前端，线路一般较短，要求测距精度较高。

2.2单相接地产生原因与危害

在电力电网系统实际的运行过程中，对甘肃兰州地区10KV配电线路中经常发生单相接地故障的若干个小区域进行了实地探讨，分析并总结了产生此类故障的主要原因：

1） 线路中的一些变压器的因高压而引起下线断裂；

2） 电力开关、继电保护装置等的绝缘子被大电流击穿；

3） 长导线断线后落到大地上、房屋上或者搭在其他导体上。

4） 导线与大型建筑物或者树木距离过近；

5） 线路上的分支熔断器绝缘击穿；

6） 导线上落了大量积雪，导致断裂；

7） 鸟类的危害所致；

8） 天空中的各种漂浮物导致；

9） 其它原因

其中，断线、绝缘击穿、导线接触数目是配电线路发生单相接地故障最频繁的原因，大约占各种原因的85%以上。

单相接地故障造成的危害也是多方面的。

其一，配电线路某处如若单相接地，变电所的电压互感器会因零序电压电流的影响，磁芯饱和，励磁电流激增，长久运行必将烧毁电压互感器，进而造成变电所其它设备的异常和损害，电能间断，出现大面积的停电故障，带来不必要的经济损失。

其二，如果发生单相接地故障，产生的大电压