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配电网馈线故障区域定位的研究

作　者: 张宏
导　师: 郭宗仁
学　校: 福州大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 配电网自动化 故障区域定位 故障处理模式 可编程序控制器
分类号: TM755
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


随着我国配电网的建设和改造，配电网特别是城市配电网有了很大的发展：供电线路越来越长，节点越来越多，网络结构越来越复杂，配电设备具有了很强的自动化功能。由于配电网是直接面对用户，所以它的供电可靠性和安全性对用户的影响最大。当配电网馈线发生故障时，要是能够迅速、准确地确定故障区域，就能正确动作相关的电气设备来隔离故障区域，恢复对非故障区域的供电，减少停电面积，带来巨大的经济效益。本论文根据我国配电网自动化技术的特点，对如何确定配电网馈线故障区域进行了研究。针对配电网馈线自动化的故障分布处理模式和故障集中控制模式，分别采用了不同的研究方法：在配电网采用故障分布处理的模式下，结合应用于城市手拉手配电环网的环网开关柜的技术改造，设计了一种新的电压-电流型馈线自动化模式，利用可编程序控制器(PLC)来控制馈线上的重合器和分段开关来实现配电网馈线的故障区域定位。在配电网采用故障集中控制模式下，通过简化的配电网模型，以变结构耗散网络理论为基础建立配电网的数学模型，并在此模型下实现配电网馈线故障区域定位的功能。变结构耗散网络是一种新的配电网自动化算法，由配电网开关顶点负荷求弧负荷和耦合顶点负荷的点弧变换是整个算法中确定配电网馈线故障区域的基础，而进行点弧变换的关键就在于分离耦合点区域。文中提出了一种新的耦合点区域分离的算法。算法根据配电网拓扑结构形成的顶点邻接矩阵和构造的耦合点信息矩阵进行矩阵的相关布尔运算得到耦合点区域分离的判据矩阵，根据判据矩阵很容易从复杂的配电网中确定耦合点区域的个数并将耦合点区域分离。在计算机存储配电网拓扑结构时，应用了一种配电网拓扑结构等效解耦的算法，减少了计算机的存储空间，提高了计算的速度。通过一个算例证明了研究的这些算法的可行性和便于配电中心的故障处理软件来实现。

全文目录


第一章 概述  7-13
  1．1 我国配电网的特点  7
  1．2 配电自动化的内容及国内外的发展趋势  7-9
    1．2．1 配电自动化的定义及内容  7-9
    1．2．2 配电自动化的意义及发展趋势  9
  1．3 论文的选题依据及研究的意义  9-11
  1．4 本文研究的对象和进行的工作  11-13
第二章 配电网馈线故障区域的定位综述  13-20
  2．1 配电网馈线故障区域定位的含义  13
  2．2 配电网馈线故障区域定位的实现手段及发展概况  13-14
  2．3 基于重合器和分段器实现配电网馈线故障区域定位  14-17
  2．4 基于FTU和通讯网络实现配电网馈线故障区域定位  17-20
第三章 基于PLC的重合器和分段器实现配电网馈线故障区域定位  20-45
  3．1 我国10kV城市配电网的环网接线方式  20-21
  3．2 环网馈线自动化的技术特点  21-22
  3．3 环网开关柜在城市10kV环网供电中的应用  22-25
  3．4 基于PLC的环网馈线故障区域定位  25-41
    3．4．1 可编程序控制器（PLC）控制系统的组成  25-26
    3．4．2 环网馈线采用环网柜开关的故障处理方式  26-27
    3．4．3 重合器的控制方式和环网柜开关控制方式的选择  27-35
      3．4．3．1 环网馈线区域定位流程的制定原则  27-28
      3．4．3．2 重合闸控制方式的设计  28-30
      3．4．3．3 环网柜开关作分段器时控制方式的设计  30-32
      3．4．3．4 环网柜开关作联络器时控制方式的设计  32-35
    3．4．4 重合器和环网柜PLC控制系统的设计  35-41
      3．4．4．1 PLC硬件系统的设计  35-38
      3．4．4．2 PLC软件的编制  38-41
  3．5 小结  41-45
第四章 故障集中控制下配电网馈线故障区域定位算法的研究  45-72
  4．1 配电中心故障处理软件的基本功能  45
  4．2 配电网的建模和基于图论描述的配电网拓扑结构  45-50
    4．2．1 配电网拓扑结构的特点  46
    4．2．2 基于变结构耗散网络理论的配电网建模  46-48
    4．2．3 图论的方法在配电网拓扑结构分析中的应用  48-50
      4．2．3．1 图论的一些基本概念  48-49
      4．2．3．2 基于邻接矩阵描述的配电网络  49-50
  4．3 基于变结构耗散网络理论的配电网馈线故障区域定位算法  50-61
    4．3．1 配电网耦合点区域的定义  50-51
    4．3．2 基于邻接距阵分离配电网耦合点区域的算法  51-57
    4．3．3 配电网的负荷矩阵  57-59
    4．3．4 由配电网归一负荷矩阵的过热弧确定故障区域  59-61
  4．4 配电网拓扑结构的等效解耦  61-68
    4．4．1 配电网拓扑结构的等效解耦的含义  61-63
    4．4．2 配电网拓扑结构等效解耦的方法  63-68
      4．4．2．1 配电网拓扑结构等效解耦为边相接的路径  63-65
      4．4．2．2 配电网拓扑结构等效解耦为边不相接的路径  65-68
  4．5 算例分析  68-72
第五章 结论  72-73
参考文献  73-76
致谢  76-77
附录  77-79
作者简历及在学习期间的研究成果和发表的论文  79

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 线路及杆塔 > 线路检修
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