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串补线路瞬时性故障的判别研究

作　者: 张燕
导　师: 商立群
学　校: 西安科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 串补线路单相接地故障恢复电压频率分析小波频带能量
分类号: TM863
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

超高压输电线路的单相接地故障主要分为永久性故障和瞬时性故障，并且瞬时性故障是单相接地故障的主要表现形式。采用单相重合闸技术能够提高供电系统的稳定性和可靠性，但是如果重合于永久性故障，会使得系统再次受到冲击并且恶化了断路器的工作条件。因此，在重合闸之前判断单相接地故障的性质实现自适应重合闸显得非常必要。带有串联电容补偿的输电线路由于其能够提高传输功率、降低网损以及具有一定的经济性等特点越来越受到重视。因此，对于串联补偿输电线路故障性质的判别的研究也是非常必要的。本文主要对发生单相接地故障时故障相恢复电压阶段的信号进行分析，以总结出瞬时性故障和永久性故障的判据。本文首先对线路的并联电抗器以及串联电容器进行研究，建立了超高压串补线路的仿真模型。由于潜供电流是决定潜供电弧能否熄灭的重要因素，本文对带串联补偿输电线路的潜供电流进行稳态和暂态计算，并且发现在潜供电流的暂态过程中存在低频分量使得潜供电流的暂态值增大，影响了潜供电弧的自熄。因此需要找出抑制潜供电流的措施以保证潜供电弧的顺利自熄。对超高压带串联补偿的输电线路模型进行拉氏变换等效后，计算其所包含的频率成分，并且通过MATLAB/SIMULINK对其进行仿真验证，观察超高压带有串联补偿以及不带串联补偿的输电线路瞬时性故障和永久性故障时频率分量的不同点，从而得出判别单相接地故障性质的方法。然后对小波变换的性质尤其是小波变换的多分辨率分析进行研究，得出小波频带局部能量的提取方法，并将其用于瞬时性故障性质的判别中。最后计算超高压输电线路在瞬时性故障和永久性故障时恢复电压中的小波低频能量，根据小波低频能量的大小，得出带并联电抗器的超高压输电线路单相接地故障性质的判据；

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-16
  1.1 本课题的研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外的研究现状  8-10
  1.3 串联补偿电容  10-14
    1.3.1 电力系统采用串联补偿的意义  10
    1.3.2 串联补偿装置的发展  10-12
    1.3.3 串联补偿的作用  12-13
    1.3.4 单相重合闸在串补系统中的应用  13-14
  1.4 本课题研究内容  14-16
2 串补线路潜供电流的分析  16-28
  2.1 超高压带串补线路模型的建立  16-18
    2.1.1 并联电抗器安装地点的选择  16
    2.1.2 并联电抗器补偿度的选择  16-17
    2.1.3 并联电抗器中性点小电抗器的选择  17
    2.1.4 串联补偿装置安装地点的选择  17-18
    2.1.5 串联补偿度的选择  18
  2.2 串联补偿对潜供电流的影响  18-24
    2.2.1 潜供电流的稳态计算  18-19
    2.2.2 串补装置对潜供电流暂态过程的影响  19-22
    2.2.3 弧道电阻对潜供电流的影响  22-24
  2.3 串补输电线路中抑制潜供电流的措施  24-27
    2.3.1 旁路故障相的串联电容器对潜供电流的影响  24-25
    2.3.2 短接故障相串联电容器对潜供电流的影响  25-27
  2.4 本章小结  27-28
3 串补线路恢复电压故障特性分析  28-44
  3.1 故障相恢复电压的分析  28-30
  3.2 恢复电压阶段电路的频域计算  30-43
    3.2.1 恢复电压中的频率成分分析  30-36
    3.2.2 线路恢复电压中频率的仿真验证  36-43
  3.3 本章小结  43-44
4 小波分析在瞬时性故障判别中的应用  44-53
  4.1 小波变换  45-48
    4.1.1 多分辨率分析  47-48
  4.2 串补线路瞬时性故障判据的研究  48-52
    4.2.1 小波基函数的选择  48-49
    4.2.2 频带局部能量提取方法  49-52
  4.3 本章小结  52-53
5 瞬时性故障判据的仿真验证  53-69
  5.1 带串联补偿输电线路参数的设置  53-54
  5.2 带并联电抗器的超高压输电线路的仿真  54-67
    5.2.1 串联电容器被旁路时的输电线路仿真计算  54-57
    5.2.2 串联电容器被短接时的输电线路仿真计算  57-61
    5.2.3 串联电容器没有被旁路时输电线路仿真计算  61-67
  5.3 本章小结  67-69
6 结论  69-70
展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-75
附录  75

串补线路瞬时性故障的判别研究

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