配电网单相接地故障的仿真分析.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流配电网单相接地故障的仿真分析.精品文档.中国石油大学(华东)现代远程教育毕业设计(论文)题 目:配电网单相接地故障的仿真分析学习中心: 天津滨海奥鹏学习中心 年级专业: 网络10春 电气工程及其自动化 学生姓名: 吴燕燕 学 号: 1081480018 指导教师: 郑淑慧 职 称: 教授 导师单位: 中国石油大学(华东) 中国石油大学(华东)远程与继续教育学院论文完成时间: 2011 年 12 月 23日摘要为了提取配电网单相接地故障选线和故障测距的暂态故障特征量,基于Matlab的Simulink仿真环境,搭建了小电流接地系统的配电网络仿真
2、模型并综合考虑不同短路时刻、不同接地电弧电阻、不同故障距离和线路长度等多个因素,对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真。在配电网单相接地短路故障后的第1个工频周波(OO02 s)内故障线路的零序电流包络线的变化速度比非故障线路变化缓慢,包络面积大,但与非故障线路首半波极性相反。仿真分析表明此暂态特性不受短路时刻、电弧电阻、故障距离和消弧线圈被偿度的影响,为单相接地故障选线和故障测距的研究提供了理论依据。关键词:配电网; 仿真模型 零序电流;单相接地故障;补偿度; 故障相电压第一章 引言我国35 kV、10 kV(6 kV)配电网中性点运行方式一般为不接地或经消弧线圈接地。当发生单相
3、接地故障时允许继续运行12 h,及时查找故障线路和故障点是提高供电可靠性的保证。基于稳态分量的单相接地选线方法有5次谐波电流的幅值方向法【1,2】,注入信号源法【3】,零序电流有功分量法【4,5】等,由于稳态零序电流幅值较小,基于稳态分量的单相接地选线准确率不高;消弧线圈短时并联电阻【6,7】,可提高接地选线的可靠性,但不能很好发挥消弧线圈的作用。近年来,以小波变换为理论研究工具,分别提出了应用零序电流小波变换系数模值大小与极性【8-13】零序电流小波变换系数模值的积分【14】、零序电压流的小波变换系数之比【15】作为选线判据,但受短路时刻、网络结构、线路长度、接地点的位置、电弧电阻及被分析信
4、号的数据长度、小波基的选取等多因素的影响较大。研究小电流接地系统单相接地暂态过程特点是单相接地故障选线和测距方法的理论基础,目前关于这方面的文献很少。第二章 仿真模型的建立某35 kV中性点经消弧线圈接地配电网,其Matlab的仿真模型【16】如图1,总长度为176 km。5条一级线路,长度分别为:9、25 13、19、34 km,线路2和线路3分别接有3条二级线路,长度分别为10、13、9 km 和13、10、10 km。线路的正序参数R=零序参数R。=电网常用过补偿方式的消弧线圈补偿度为:式中,P为补偿度; 为消弧线圈的电感电流,A;为电网电容电流之和,A。对于稳态基波分量而言,配电网单相
5、金属性接地电流等于配电网电容电流之和;中性点电压U等于相电压。根据金属性短路仿真测量数据和式(1)可得消弧线圈的电感L 为:各线路首端、故障点和中性点设有测量模块。各测量模块的采样频率为48 kHz,可识别信号频率为24 kHz。第三章 单相接地故障仿真分析发生单相接地故障时,零序分量的暂态过程随短路时刻、电弧电阻、故障距离和消弧线圈补偿度的变化而变化,包含多种频率成分的周期分量和非周期分量,分别分析如下。3.1短路时刻对零序特征量的影响短路发生的时刻t 是随机的,以线路1为研究对象,保持故障距离 、电弧电阻R 和补偿度的大小不变即,分别在A相电压正半波和负半波的任一时刻、过零点和峰值时刻发生
6、单相接地故障。零序电压和各线路零序电流见图2。在短路后的第1个工频周期内(0002 s),故障线路和非故障线路的零序电流显著不同,随着短路时间的增加,在第23个周波以后,故障线路和非故障线路的零序电流极性、大小的区别不明显。归纳第1个工频周波(0002 s)的零序电压和零序电流的暂态特性如下: 零序电压的极性与发生短路时刻故障相电压的极性有关。短路时刻,零序电压与故障相电压的相位差为180。 各条非故障线路的零序电流的变化频率基本相同,而故障线路比非故障线路变化缓慢,经过一段过渡时间后故障线路与非故障线路的零序电流的变化频率相同。 在首半波,故障线路的零序电流比非故障线路有一个较大的冲击电流,
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