利用调谐式零序阻抗特征的谐振接地系统故障选线方法研究

作     者：黄扬海 

作者单位：华东交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟化兰

授予年度：2021年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

主      题：配电网 单相接地 谐振接地系统 故障选线 调谐式 零序阻抗角 

摘      要：我国中压配电网多以小电流接地方式运行,该方式可降低单相接地故障的跳闸率,有效提高配网的供电可靠性。单相接地故障后需要快速准确的进行故障选线并隔离故障,减小弧光过电压的危害,抑制相间故障的发生导致扩大停电范围,保证系统的正常运行。因此,进行快速、准确的故障选线技术研究对配网安全运行意义深远。配网谐振接地系统发生单相接地故障时电气特征微弱,导致准确故障选线存在较大困难,长期以来没有得到有效解决,严重威胁配网的安全运行。针对10k V谐振接地系统详细分析了单相接地故障后的暂态及稳态电气特征,建立了故障零序等值网络,探讨了故障电气特征,发现零序阻抗特征与消弧线圈的补偿状度有关:在工频下,欠补偿时,健全线路的零序阻抗呈容性,故障线路的零序阻抗呈感性;过补偿时,所有线路的零序阻抗均呈容性;全补偿时,系统处于谐振状态。利用上述特征,构建了一种基于调谐式零序阻抗特征的谐振接地系统故障选线方案。通过调节系统补偿度,同时提取零序电压及各线路零序电流的特征频段,计算各线路的零序阻抗角进行故障线路识别。计算结果表明,健全线路的零序阻抗角在不同补偿状态下均为90度;故障线路的零序阻抗角在过补偿时为90度,欠补偿时为-90度,根据补偿度变化前、后,零序阻抗角差值的计算结果可以有效识别故障线路。针对本文所构建选线方案,采用Matlab平台进行仿真验证。在Simulink环境下搭建了10k V配电网模型并设置不同故障条件全面验证了该方法的可靠性。结果表明,该方法显著增强了故障信号特征,在高阻接地情况下依然能够有效识别故障线路,大幅提高了故障选线的准确率,且易于实现,为该技术装置在工业现场的应用研究提供参考。