小电流接地系统单相接地故障选线理论研究PDF电子书下载

1概论 1

1.1配电网单相接地故障简介 1

1.2国内外选线方法研究现状 3

1.3小电流接地系统各种选线原理的分析与比较 4

1.3.1基于零序电压电流工频分量的方法 4

1.3.2 5次谐波法 9

1.3.3 S注入法 9

1.3.4小波法 12

1.3.5 7次谐波选线法 15

1.3.6相关分析法 17

1.3.7模糊控制及故障选线原理 21

1.3.8配电网智能故障选线技术初探 24

1.3.9证据理论在小电流接地系统故障选线中的应用 33

1.4影响故障选线准确性的原因 42

1.4.1单相接地故障类型的建模较困难 42

1.4.2装置本身特性对选线特征量的影响 42

1.4.3中性点接地方式的影响 43

1.4.4互感器特性的影响 43

1.4.5线路不平衡电流的影响 43

1.4.6发展趋势 44

1.5提高小电流接地选线装置选线正确率的措施 47

1.5.1把好设备选型和出厂验收关 47

1.5.2加强运行维护管理 48

1.5.3正确施工 48

1.6小电流接地系统故障定位 49

1.6.1小电流接地系统故障定位的特点和意义 49

1.6.2国内外研究现状 50

1.6.3小电流接地系统各种定位原理的分析与比较 50

1.6.4小电流接地故障定位存在的主要问题及困难 55

2小电流接地系统单相接地故障特征分析 57

2.1小电流接地系统单相接地故障的计算方法 57

2.1.1短路计算的基本假设 57

2.1.2对称分量法 58

2.1.3小电流接地方式的主要特点 59

2.2小电流接地系统发生单相接地故障的稳态特征分析 60

2.2.1中性点不接地系统对地电压、零序电流的分析 61

2.2.2中性点经消弧线圈接地系统对地电压、零序电流的分析 65

2.3小电流接地系统发生单相接地故障的暂态特征分析 68

2.3.1暂态电容电流 69

2.3.2暂态电感电流 70

2.3.3暂态接地电流 71

2.4零序不平衡量的抑制 71

2.4.1零序不平衡量产生的原因 72

2.4.2抑制零序不平衡量的方法 72

2.5本章小结 73

3零序导纳与小电流接地选线 74

3.1零序导纳的计算 74

3.2基于零序导纳的中性点不接地选线方法 74

3.2.1零序导纳的计算 74

3.2.2零序导纳法判据 75

3.3基于零序导纳法的中性点经消弧线圈接地选线方法 76

3.3.1零序导纳的计算 76

3.3.2零序导纳法判据 77

3.4基于区段零序导纳的故障定位 77

3.4.1定位原理 77

3.4.2定位方法实现 79

3.5 MATLAB仿真软件 79

3.5.1仿真软件简介 79

3.5.2建模所需参数的计算 80

3.5.3建模所需三相变压器参数的计算 85

3.6 Matlab建模 87

3.6.1理想电源 87

3.6.2主变模块 88

36.3导线模型 88

3.6.4监测零序导纳波形 89

3.6.5三相故障发生器 90

3.6.6负荷环节 90

3.6.7消弧线圈 91

3.7 Matlab建模中参数的设定 91

3.8仿真与仿真结果分析 94

3.8.1中性点不接地系统单相接地故障的仿真结果及分析 95

3.8.2中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的仿真结果及分析 97

3.5本章小结 98

4基于改进型锁相环的故障选线 99

4.1 5次谐波选线原理 99

4.2经典锁相环 100

4.2.1锁相环的国内外研究现状 100

4.2.2锁相环的种类 101

4.2.3经典锁相环 102

4.2.4锁相环的基本工作过程 106

4.2.5锁相环路的工作状态 106

4.3改进型锁相环 107

4.3.1改进型锁相环的结构 107

4.3.2改进型锁相环的数学模型 108

4.3.3相位调整电路 109

4.3.4幅值调整电路 109

4.4基于改进型锁相环的谐波选线方法 110

4.4.1信号提取 110

4.4.2数据处理并选线 111

4.5仿真分析 112

4.6算例分析 113

4.6.1单相间歇性电弧接地故障 113

4.6.2单相1Ω接地故障 114

4.6.3单相10Ω接地故障 115

4.7本章小结 117

5小波变换理论与小电流接地选线 118

5.1傅里叶变换 118

5.2小波变换 119

5.2.1小波理论的产生与发展 119

5.2.2小波变换理论 120

5.2.3连续小波变换 121

5.2.4离散小波变换 121

5.2.5多分辨率分析 121

5.2 6 Mallat算法 123

5.2.7小波变换的奇异性检测理论 124

5.2.8故障选线原理 125

5.2.9故障选线的具体实现 126

5.3仿真模型的确立 128

5.4选线算例 128

5.4.1中性点不接地系统仿真 128

5.4.2中性点经消弧线圈接地系统仿真 135

5.5基于小波分析的定位技术研究 139

5.5.1基于小波分析的行波故障测距原理 139

5.5.2小电流接地系统单相接地故障行波测距仿真 140

5.6行波故障测距算例仿真 143

5.6.1接地电阻对行波测距的影响 143

5.6.2故障相角对行波测距的影响 145

5.7本章小结 148

6基于自适应陷波滤波器的故障选线 149

6.1自适应陷波滤波器的发展 149

6.2自适应陷波滤波器原理 150

6.2.1陷波滤波器 151

6.2.2自适应算法 152

6.3自适应陷波滤波器的结构 153

6.4自适应陷波滤波器的性能分析 157

6.4.1周期轨道的合理性 157

6.4.2系统的稳定性 158

6.4.3系统的响应时间 159

6.5基于自适应陷波滤波器的故障选线判据 160

6.6仿真分析 160

6.7本章小结 162

7四类选线方法的综合分析 163

7.1基于零序导纳法的故障选线分析 163

7.2基于改进型锁相环的故障选线分析 164

7.3基于小波变换的故障选线分析 165

7.4基于自适应陷波滤波器的故障选线分析 167

7.5本章小结 167

8小电流接地选线装置的研制 169

8.1采样电路模块的设计 169

8.1.1电压形成回路 171

8.1.2低通滤波器 171

8.1.3多路模拟开关 171

8.1.4采样保持 173

8.2 A/D转换模块的设计 173

8.2.1零序电流的转换 174

8.2.2零序电压转换 174

8.3单片机的控制系统模块的设计 176

8.3.1片内存储器 176

8.3.2 JTAG调试和边界扫描 178

8.3.3输入输出端口的配置 178

8.3.4看门狗计数器 178

8.3.5系统时钟初始化 179

8.3.6 C8051F040中断系统 179

8.4输出显示与键盘操作模块的设计 180

8.4.1 122×32A液晶显示器 180

8.4.2键盘 181

8.4.3电平转换电路 182

8.5软件的开发环境 182

8.6软件开发的需求分析 183

8.7装置实现的主要功能 183

8.8主要程序模块的设计 184

8.8.1主程序设计 184

8.8.2程序的全局变量及数组使用说明 185

8.8.3主模块说明 185

8.8.4中断采样服务子程序 186

8.8.5故障处理模块 186

8.8.6显示模块 186

8.9本章小结 187

参考文献 188