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基于可拓理论的小电流故障选线方法研究

作　者: 李德臣
导　师: 王崇林
学　校: 中国矿业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 故障选线小波包理论数学形态学形态谱相对比值函数选线权重系数可拓理论
分类号: TM862
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国电力系统中性点接地方式有两种,即中性点直接接地方式和中性点不接地方式。6 ~ 66kV配电网均采用小电流接地方式,即中性点不直接接地方式,在这种接地方式下发生单相接地故障时,接地短路电流很小。本文阐述了煤矿供电系统中常用的中性点接地方式即经消弧线圈的中性点接地方式,并分析了造成选线不准确的原因。本文对小电流接地系统发生单相接地时的稳态和暂态特征进行了深入的研究并阐述了其故障特征规律,总结了小电流接地系统故障选线的难点及存在的问题;并对小波理论、小波包理论及其最优小波包基的搜索算法进行了详细的阐述;同时介绍了数学形态学理论及其性质、形态谱的基本理论进行了较详细的介绍。在分析常用滤波方法的优缺点的基础上,论文提出了一种基于工频滤波和M带小波滤波相结合的滤波方法,即:首先用基于改进的工频陷波函数对暂态故障信息进行滤波,以去除基波工频信息,然后再用基于M带小波滤波方法进行对信息进行滤波;并给出了典型信号的滤波效果的分析。根据发生单相接地故障时的特点及规律的基础上,提出了两种基于暂态量的故障选线方法,即:基于形态谱的故障选基于小波包分解系数的相对能量的自适应故障选线方法、基于形态谱的故障选线方法。并给出了此两种方法的仿真效果分析,验证了此方法的可行性。通过分析常用的故障选线针对单一判据的基础上,分析了单一判据的缺陷的基础上,提出了一种提出了基于可拓理论的融合融合算法的故障选线方法。即:基于小波包分解系数的相对能量的自适应故障选线方法、基于形态谱的基于可拓理论的智能融合的故障选线方法。并定义了基于可拓理论的智能融合算法的故障选线方法的相对比值函数和选线权重系数,通过仿真验证了该方法的可行性。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
详细摘要  9-12
DETAILED ABSTRACT  12-20
图清单  20-23
表清单  23-24
1 绪论  24-36
  1.1 课题研究的背景及意义  24-25
  1.2 变压器中性点接地方式论述  25-26
  1.3 煤矿6kV 电网中性点接地方式论述  26-27
  1.4 故障选线方法概述  27-29
  1.5 研究故障选线保护技术的意义  29-31
  1.6 智能融合算法简介  31-33
  1.7 本文的主要工作及章节安排  33-36
2 小电流单相接地系统故障规律分析  36-55
  2.1 引言  36-37
  2.2 中性点电压位移度  37
  2.3 中性点不接地电网故障分析  37-42
  2.4 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障分析  42-45
  2.5 中性点经消弧线圈单相接地故障暂态过程分析  45-49
  2.6 故障特征量的分析与提取  49-50
  2.7 零序暂态功率及电流的倒相  50-53
  2.8 本章小结  53-55
3 基于 M 带小波滤波方法的研究  55-71
  3.1 引言  55-56
  3.2 小波理论  56-62
  3.3 小波基函数的特性及选择方法  62-65
  3.4 工频滤波  65
  3.5 M 带小波滤波理论  65-66
  3.6 M 带小波变换的快速分解和重构算法  66-69
  3.7 典型信号仿真分析  69-70
  3.8 本章小结  70-71
4 基于小波包相对能量和形态谱的故障选线方法的研究  71-97
  4.1 引言  71-72
  4.2 小波包理论  72-77
  4.3 小波相对能量熵理论  77-79
  4.4 基于小波包分解系数的相对能量的自适应故障选线方法  79-87
  4.5 数学形态学理论基础  87-90
  4.6 数学形态学基本性质  90-92
  4.7 基本形态学梯度  92
  4.8 形态谱基本理论  92-93
  4.9 基于形态谱的故障选线方法  93-95
  4.10 本章小结  95-97
5 基于可拓理论智能融合算法的故障选线方法的研究  97-114
  5.1 可拓理论基本知识  98-109
  5.2 基于可拓理论智能融合算法的故障选线方法  109-113
  5.3 本章小结  113-114
6 单相接地系统故障选线装置的设计  114-125
  6.1 故障选线装置的特点  114-115
  6.2 故障选线装置的功能要求  115-116
  6.3 故障选线装置的组成和实现  116-119
  6.4 故障选线装置的软件设计  119-121
  6.5 故障选线方法模拟试验系统  121-124
  6.6 本章小结  124-125
7 结论与展望  125-128
  7.1 结论  125-126
  7.2 展望  126-128
参考文献  128-137
作者简历  137-139
学位论文数据集  139

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