配电网的故障定位技术研究.doc
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山东农业大学
毕业论文
配电网故障定位技术的研究
院部机械与电子工程学院
专业班级电气工程及其自动化班
届次
学生姓名
学号
指导教师
年月日
装
订
线
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目录
摘要 I
Abstract II
引言 1
1故障定位技术现状及分析 2
1.1现有定位方法概况 2
1.2存在的问题 3
1.3本文的主要工作 3
2配电网短路故障定位方法分析 4
2.1配电网特点 4
2.2配电网故障定位方法综合分析 6
2.2.1行波法 7
2.2.2阻抗法 8
2.2.3基于配电网自动化系统的定位方法 8
2.3配电网短路故障定位方法的研究策略 10
2.4本章小结 11
3配电网区段短路故障定位方案 11
3.1基于故障指示器的区段定位 11
3.2主干线故障定位 12
3.3分支线故障定位 12
4配电网精确测距公式推理 13
4.1对称分量法 13
4.2金属性短路故障分析及测距原理算法 14
4.3非金属性短路故障分析及测距算法 17
4.4小结 20
5总结 20
参考文献 21
致谢 22
i
Contents
Abstract I
Introduction 1
1Situationanalysisoffaultlocationtechnology 2
1.1Theexistingpositioningmethod 2
1.2Theproblemsexistinginthe 3
1.3Themainworkofthisarticle 3
2Shortcircuitfaultlocationmethodstoanalyzethedistributionnetwork 4
2.1Distributionnetworkcharacteristics 4
2.2Comprehensiveanalysisofdistributionnetworkfaultlocationmethod 6
2.2.1Travelingwavemethod 7
2.2.2Impedancemethod 8
2.2.3Methodsbasedondistributionnetwordautomationsystem 8
2.3Researchstrategiesofdistributionnetworkfaultlocationmethod 10
2.4Thesummaryofthischapter 11
3Distributionextentsshort-circuitfaultlocationprinciple 11
3.1Basedonthefaultindicatorlocatedinthesection 11
3.2Themainfaultlocation 12
3.3Abranchlinefaultlocation 12
4Distributionnetworkimpedancemethodprecisedistancemeasurement 13
4.1Symmetricalcomponentsmethod 13
4.2Anailsisandrngingalgorithmofmetallicshort-circuitfault 14
4.3AnalysisandrangingalgorithmofNon-metallicshort-circuitfault 17
4.4Smmary 20
5Conclusion 20
References 21
Acknowledgements 22
ii
配电网故障定位技术的研究
（山东农业大学机械与电子工程学院）
摘要：
配电网故障定位技术，对于加快故障处理及时恢复供电，减少因故障损失，具有十分重要的现实意义。
限于配电网馈线的复杂性以及监控点设置数量较少，目前配网的故障定位技术只能进行区段定位，即可以确定故障发生哪两个区段开关之间，但无法确定精确的故障点的准确位置。
本文提出一种可用于配网馈线精确故障定位技术的新方法。
该方法基于配网自动化系统与技术，在故障指示器信息、站内故障录波信息、馈线各分段处FTU的故障录波信息等综合信息的基础上，运用阻抗法测距原理完成对故障点的精确定位。
馈线各个分支均安装有故障指示器，分段开关处安装FTU记录故障信息，各分支线路也安装故障指示器，可根据以上设备在故障时的信息准确确定故障区段以及故障回路；再利用站内故障录波数据信息以及各分段开关处FTU故障录波信息，计算故障后电压及电流向量，最后根据阻抗法原理，结合对称分量法，可以建立关于故障点位置（故障距离）的方程式组，进而推导出配网短路故障点的精确定位算法的公式。
关键词：
配电网故障定位相间短路故障指示器阻抗法
I
TheResearchonFaultLocationinDistributionNetwork
GuShaoxia
（Mechanical&ElectricalEngineeringCollegeofShandongAgriculturalUniversity,Tai’an,Shandong271018）
AbstractPrecisedistributionnetworkfaultlocationtechnologyhasanimportantpracticalsignificanceforspeedinguppowersupplyprocessingandrecoveryspeed,andreducingpowerlossescausedbyfailure.Becauseofthecomplexityofdistributionfeedersandlimitationsofmonitoringpoints,thecurrentdistributionnetworkfaultlocationcanonlybeimplementedinsectiontargeting,whichmeansitcanonlydeterminethefaultpointbetweentwosectionswitchesinsteadofdeterminingtheaccuratefaultlocation.Thispaperproposesatechnicaltoachievedistributionlinesfaultlocation.Thismethodcombinesthecurrentdistributionautomationsystemsandtechnology,basedonfaultindicatorinformation,stationfaultrecorderinformation,feederseachsegmentofthefaultrecordinginformationandcomprehensiveinformationtoachieveprecisepositionoffailurepointwithimpedancerangingprinciple.
Underthepremisethatfaultindicatorshavebeeninstalledoneverybranchoffeeder,accordingtothemessagerecordedbyFTUinstalledoneverysectionswitchandthemessagerecordedbyfaultindicatorsinstalledoneachbranchline,candeterminethefaultsectionandthefaultcircuit;UsingthefaultwaverecorddataofstationandthefaultwaverecordmessageofFTUinstalledoneachsectionswitch,calculatethevectorofvoltageandcurrentafterfailure,accordingtotheprincipleofimpedancemethod,equationgroupaboutfaultpointlocation（faultdistance）canbebuiltbyutilizingsymmetricalcomponentmethod,thuscandeduceaccuratepositioningalgorithmformulaaboutshort-circuitfaultofdistributionnetwork.
Keywords:
distributionnetwork;faultlocation;interphaseshort;faultindicator;impedancemethod
II
引言
配电网是电力系统的重要组成部分，主要用于分配电能，同时也也是其面向用户的最后环节。
配电网的安全稳定运行与用户的切身利益息息相关。
但是在各种条件复杂因素下，电网不可避免会发生一些影响正常安全运行的故障。
有关资料显示，80%以上的停电事故跟配电网有关，这其中我国占30%左右，发达国家故障停电事故故50%以上。
在这些常发故障中，短路故障是最主要的配电网故障[1]。
目前针对不同的短路原因，相应的有不同的短路故障类型及定位方法。
相间短路是配电网故障类型中一种较为常见的故障类型。
短路故障发生时很有可能出现停电事故，导致一切用配电装置均不能够继续正常工作。
因为配电网直接面向千家万户，所以任何重大故障的出现都会降低供电可靠性和安全性，产生不良社会影响。
一但电网不可避免地出现故障，应快速、准确定位故障点并及时排除故障恢复供电，这对保持系统正常运行具有十分重要的意义。
要达到以上目的，最重要的就是如何迅速并精准地找到故障点，即故障定位[2
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