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20kv配电网自适应继电保护的研究

20kV配电网自适应继电保护的研究

作者：许俊丽河北工业大学

学位级别：硕士

随着电力负荷密度的不断提高，10kv的配电网的供电能力已难以适应配电网发展的需要，将现有10kv配电网设施升压为20kv的技术改造，经技术经济论证是可行的，并且一些试点城市或地区已经投入运行，配电网采用20kv电压等级是发展的必然趋... 详细信息

随着电力负荷密度的不断提高，10kv的配电网的供电能力已难以适应配电网发展的需要，将现有10kv配电网设施升压为20kv的技术改造，经技术经济论证是可行的，并且一些试点城市或地区已经投入运行，配电网采用20kv电压等级是发展的必然趋势，也是市场的需求。在对配电网电压等级进行升级改造的同时，用户对配电网继电保护的要求也随之提高，常规的继电保护已经暴露出很多缺陷，如运行方式及故障类型的变化会降低保护性能等，而自适应继电保护却可以克服传统速断保护存在的缺点，它能够根据负荷大小、运行方式、故障类型的变化而实时改变保护动作的整定值，明显的扩大保护范围，从而使保护达到最佳状态。首先，本文介绍了20kv配电网和自适应继电保护技术的国内外发展现状及趋势，采用了基于相电流差故障分量的自适应电流速断保护理论，并对传统继电保护和自适应继电保护进行了理论分析与比较，结果表明，自适应继电保护不仅能够自动适应电网运行状况的变化，而且比传统继电保护有着更为广泛的保护范围。文中详细地阐述了与自适应继电保护理论相关的数据处理方法，本文选取了具有滤波作用的傅里叶级数算法进行数据采集、处理。其次，本文利用MATLAB/Simulink仿真软件，建立了20kv配电网的仿真模型，在此模型中对基于相电流差故障分量的自适应继电保护算法、自适应电压保护、传统电压、电流保护进行了仿真，仿真结果与文中的理论分析结果一致。本文对20kv配电网各种接地方式进行了简要介绍，建立了系统发生单相接地故障时，系统采用小电阻接地、不接地和经消弧线圈接地方式的仿真模型。仿真结果表明，20kv配电网经小电阻接地时系统需要零序电流保护。针对仿真结果对零序电流保护提出了改善意见。

关键词： 20kv配电网传统电流保护自适应继电保护零序电流保护接地保护

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20kv配电网接地故障分析及保护原理研究

20kV配电网接地故障分析及保护原理研究

作者：肖瑞超华南理工大学

学位级别：硕士

随着电力负荷的日益增长以及城市负荷密度的快速发展,20kv电压等级配电网将成为我国中压配电网发展的必然趋势。相比于10kv的城市配电网,20kv中压配电系统通常以全电缆送电为主,更大的供电半径导致系统对地电容电流也会更大,传统的阶段... 详细信息

随着电力负荷的日益增长以及城市负荷密度的快速发展,20kv电压等级配电网将成为我国中压配电网发展的必然趋势。相比于10kv的城市配电网,20kv中压配电系统通常以全电缆送电为主,更大的供电半径导致系统对地电容电流也会更大,传统的阶段式零序过电流保护方案对于单相高阻接地故障的情况将失效。同时,不同中性点接地方式下的单相接地故障所表现的故障特征也不尽相同,尤其是对于零序分量而言。而现有对于中压配电网的继电保护研究主要针对10kv电压等级展开,随着对地电容电流以及故障阻抗的增大,这些保护方法对于20kv的适应性还有待商榷。因此,如何有效地识别20kv配电网的高阻接地故障对于配电网的安全可靠性具有重要意义。为此,本文针对20kv配电网的接地故障检测,展开了以下研究工作:（1）基于对称分量法,分析了不同中性点接地方式下的配电网接地故障特性,包括中性点不接地方式、中性点谐振接地方式、中性点经小电阻接地方式以及中性点灵活接地方式下故障稳态时的零序电压偏移特性以及零序电流的分布特征,并归纳了每种中性点接地方式下零序电流与零序电压的约束关系;基于PSCAD/EMTDC的仿真计算验证了理论分析的正确性。（2）针对20kv中性点经小电阻接地系统的特点,从时域的角度推导了线路零序电流与母线零序电压的约束关系,并分析了故障线路和健全线路所对应的零序电流和母线零序电压的时域特征,进而提出一种基于零序电流与母线零序电压微分值比值平均值的高灵敏性接地故障检测方法。该方法可实现对不同类型的单相接地故障进行准确可靠的识别,基于PSCAD/EMTDC的仿真对该方法进行验证,仿真结果表明,该方法能够有效检测高阻接地故障,将保护耐受过渡电阻能力提升至1000Ω以上。（3）对消弧线圈并联小电阻的灵活接地系统的故障特征进行分析,推导了并联小电阻投入前后零序电流与零序电压的时域方程,研究了小电阻投入前后两者约束关系的变化规律,并引入波形相似度的概念,进而提出一种基于零序电流电压波形相似度变化的灵活接地系统故障选线方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明该方法避免了瞬时性故障下线路的频繁跳闸,也提高了永久性故障下故障选线的成功率。

关键词： 20kv配电网中性点接地方式单相接地故障高阻接地故障零序分量

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20kv配电网故障处理方法研究

20kV配电网故障处理方法研究

作者：宋云海山东大学

学位级别：硕士

随着我国经济迅速发展,人民生活水平不断提高,城乡负荷密度和用电量大幅度增长,经济发达地区10kv配电网不适应发展要求的趋势已经日渐暴露出来。为了解决上述问题,20kv配电电压的规划与建设被提到议事日程上来。目前国内的配电网电压等... 详细信息

随着我国经济迅速发展,人民生活水平不断提高,城乡负荷密度和用电量大幅度增长,经济发达地区10kv配电网不适应发展要求的趋势已经日渐暴露出来。为了解决上述问题,20kv配电电压的规划与建设被提到议事日程上来。目前国内的配电网电压等级以10kv为主,故障处理方法主要针对的是10kv配电网,对20kv配电网的故障处理方法研究较少,因此,本文研究适用于20kv配电网的故障处理方法,为将来的20kv配电网建设提供理论支持。论文的主要工作如下：总结了20kv配电网的主要接线方式,并分析了不同的接线方式对故障恢复的影响。分析了20kv配电网两相接地短路的电流变化特点,并提出了适用于大电流接地配电网和小电流接地配电网的分相矩阵算法。多分段多联络和双电源多环网配电网是接线方式最为复杂的20kv配电网,其故障恢复也最为困难。为了解决上述两种网架结构的故障恢复问题,本文提出了二种基于根树二分法和负荷均衡分配的配网故障恢复算法。该算法将故障恢复区抽象为根树,然后计算根树每一个节点上下游两部分的期望负荷率,上下游期望负荷率最接近的一点作为根树的分割点,将根树分割为两个新根树。按照上述思路继续分割新根树,直到最终的新根树只有一个联络开关为止。由于最终的新根树只有一个联络开关相连,保证了故障恢复方案的可行性。本文提出了一种适用于20kv配电网多重故障的故障恢复算法。该算法将多重故障的故障恢复区划分为多个独立故障恢复区。由于独立故障恢复区之间有公共供电恢复线路相连,因此首先解耦故障恢复区之间的公共供电恢复线路以消除独立故障恢复区之间的影响,然后再利用单重故障恢复算法对各个独立故障恢复区进行故障恢复。由于能够并行生成独立故障恢复区的故障恢复方案,该算法保证了故障恢复的实时性。

关键词： 20kv配电网故障定位故障恢复根树二分法负荷均衡分配多重故障

20kv配电网中性点接地方式与继电保护改造的研究

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20kV配电网中性点接地方式与继电保护改造的研究

作者：李甜甜北京交通大学

学位级别：硕士

伴随着我国国民经济的持续发展,电力供需矛盾不断加剧,现行10kv配电网在供电能力等方面存在很多局限性。根据我国实际情况已论证,20kv电压技术上是可行的,经济上是优越的。中性点接地方式是20kv中压配电网升压改造过程中所面临的综合技... 详细信息

伴随着我国国民经济的持续发展,电力供需矛盾不断加剧,现行10kv配电网在供电能力等方面存在很多局限性。根据我国实际情况已论证,20kv电压技术上是可行的,经济上是优越的。中性点接地方式是20kv中压配电网升压改造过程中所面临的综合技术之一,它与升压改造过程中继电保护、相关设备的选型与投资预算、供电可靠性等都有很大的关系。配电网电压等级由10kv升至20kv后,应根据行业标准与原有10kv中压配电网的运行经验,并结合20kv系统的实际状况重新选择合理的中性点接地方式和相应继电保护措施。本文针对这一课题主要研究了以下内容：1.建立了20kv配电网的5种系统,既有电缆出线为主的负荷密度较高的城市电网,也有架空出线为主的负荷密度较低的农村电网。并根据变电站20kv侧出线类型,给出了不同电网结构的20kv配电网中性点接地方式的选择方案。2.研究了20kv配电网经中电阻接地系统的电阻阻值选取与继电保护改造问题。综合考虑过电压、继电保护、中电阻热容量、通讯干扰以及人身安全等多个因素,确定了电阻阻值的选取原则;基于PSCAD/EMTDC仿真计算,对各种20kv系统在一定的对地电容电流范围内进行了中电阻的阻值选取,并对中电阻的技术指标提出了要求;对20kv系统中性点经中电阻接地条件下的继电保护特性进行了研究,提出了改造方法。3.对于10kv升压改造为20kv的混合出线配电网,提出了应用新型灵活接地方式更合适。该方式下中性点设备由自动调谐的消弧线圈和灵活投切的接地电阻器并联而成,充分发挥消弧线圈补偿电容电流、提高单相接地故障自恢复概率的作用,以及电阻器抑制弧光接地过电压和谐振过电压等的作用,并通过投入电阻器产生足够的电流使在单相永久接地故障下实现可靠的变电所故障选线和线上的故障点定位。基于PSCAD/EMTDC仿真计算对灵活接地方式下的单相接地故障进行了数值计算分析,提出了中性点并联接地电阻选择范围在200Ω～1000Ω较合适,且随着系统对地电容电流的增加,合适的中性点并联高阻值也增加。以零序有功分量的大小和方向作为判据的故障选线方法,对接地故障电阻小于3000Ω左右的单相接地故障,可实现准确选线;并提出了零序电流有功增量作为判据的故障点定位方法在20kv配电网新型灵活接地系统下是可行的。

关键词： 20kv配电网中电阻接地新型灵活接地方式升压改造继电保护

基于可靠性分析的20kv配电网故障处理策略

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电力设备管理 2022年第11期 23-25页

作者：陈发棋陈腾潘灵荣胡胜唐金锐国家电网公司浙江省电力公司温州供电公司武汉理工大学自动化学院

从概率统计的角度针对20kv配电网的可靠性进行了分析,并根据可靠性的分析结果,提出了一种20kv配电网故障处理策略,该策略可缩短故障查找范围和故障查找时间,提高故障处理效率。

关键词： 20kv配电网故障概率可靠性处理策略

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20kv配电网的中性点接地方式研究

能源工程 2010年第6期30卷 1-9页

作者：孙可董朝武周浩张弘潘弘虞海泓张全明浙江省电力公司浙江杭州310027 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

介绍了一些主要国家及我国目前所采用的配电网中性点接地方式,总结了近年来国内外20 kv配电网中性点接地方式的发展趋势;分析了三种主流中性点接地方式的主要技术特点和适用范围及研究的20 kv配电网中性点经消弧线圈接地方式与经小电阻... 详细信息

介绍了一些主要国家及我国目前所采用的配电网中性点接地方式,总结了近年来国内外20 kv配电网中性点接地方式的发展趋势;分析了三种主流中性点接地方式的主要技术特点和适用范围及研究的20 kv配电网中性点经消弧线圈接地方式与经小电阻接地方式各自电容电流的不同适用范围。结合浙江省雷害严重的实际情况,对20 kv配电网的中性点接地方式提出了具体建议。

关键词： 20kv配电网中性点接地方式

20kv配电网的必要性、经济性及可行性研究

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应用能源技术 2009年第1期 36-38页

作者：曾尚德邱碧丹福建电力职业技术学院福建泉州362000

通过对20kv配电网的必要性、经济性及可行性分析比较,论证了推广采用20kv作配电网电压是值得的,各地可因地制宜,根据具体情况,逐步过渡。

关键词： 20kv配电网必要性经济性可行性推广应用

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20kv配电网的中性点接地方式及设备选型

电工电气 2015年第8期 44-47页

作者：黄义扬广东电网有限责任公司珠海供电局广东珠海519000

20kv配电设备的选择与系统中性点接地方式相关。分析了20 k V配电网采用的中心点不接地、经消弧线圈接地和经小电阻接地3种运行方式,给出了配电网中电容电流的计算方法及配电网设备的选择方案。在20 k V配电网升级改造中,选择合理的中... 详细信息

20kv配电设备的选择与系统中性点接地方式相关。分析了20 k V配电网采用的中心点不接地、经消弧线圈接地和经小电阻接地3种运行方式,给出了配电网中电容电流的计算方法及配电网设备的选择方案。在20 k V配电网升级改造中,选择合理的中性点接地方式,有利于提高电网供电的持续性和有效性。

关键词： 20kv配电网中性点接地方式设备选型

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20kv配电网设备的利用与选型

电力学报 2011年第1期26卷 57-59页

作者：张建民宁夏电力公司银川市供电局银川750011

多方面因素导致了20 kv配电网的应用,理论分析和实践证明了20 kv配电网应用的经济性和可行性。在实际应用中遇到的一个重要问题是原有设备的合理利用与新设备的选型。首先报告了20 kv配电网技术的研究与应用现状,进而指出了供电企业发展... 详细信息

多方面因素导致了20 kv配电网的应用,理论分析和实践证明了20 kv配电网应用的经济性和可行性。在实际应用中遇到的一个重要问题是原有设备的合理利用与新设备的选型。首先报告了20 kv配电网技术的研究与应用现状,进而指出了供电企业发展20 kv配电网络的原因。对于20 kv配电网的改造,可以对电缆、继电保护、断路器、变压器进行改造并合理利用,而对于20 kv配电网的新建中,提出了变压器、配电装置等设备的选型方法。

关键词：电力系统 20kv配电网设备选型