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基于混沌检测原理的五次谐波选线法

作 者: 张璐
导 师: 王清亮
学 校: 西安科技大学
专 业: 电力系统及其自动化
关键词: 故障选线 Duffing振子 五次谐波 符号序列 信息熵
分类号: TM862
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 25次
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内容摘要


我国城乡在3~66kV的配电网中,主变中性点一般采取不接地或经消弧线圈接地的运行方式。这类电网在发生单相接地故障时短路电流只能通过对地电容或阻抗形成小电流回路,故称为小电流接地系统。采用小电流接地系统最大的优点是当系统发生单相接地故障时,并不破坏系统电压的对称性,且故障电流较小,对供电设备不致造成很大的危害。规程允许故障线路或设备继续运行1~2小时,不影响正常供电。单相接地故障如果不做及时的处理,由于非故障相的两相对地电压升高,可能引起绝缘薄弱环节被击穿,发展成为相间短路,使事故扩大,影响用户的正常用电;同时,弧光接地还会引起全系统过电压,进而损坏设备,破坏系统安全运行,甚至发展为永久性相间故障。所以当发生单相接地故障时,必须正确及时地把故障线路检测出来并加以切除,将危害减到最低。现有的选线法又可以分为稳态选线法和暂态信号法。但稳态选线法有稳态分量存在时间长但较微小,不易提取,给选线造成困难等缺陷。论文在分析小电流接地系统故障选线的现状及传统五次谐波选线原理缺点的基础上,分析中性点非有效接地系统的单相接地故障的稳态特性机理和混沌微弱正弦信号的检测原理,研究小电流单相接地的混沌Duffing振子检测模型,并将稳态零序电流的五次谐波作为故障特征量。将故障后的零序电流全波信号,作为周期扰动加入到Duffing振子混沌模型,并将该模型调至混沌临界状态,利用故障线路与正常线路的零序电流中的五次谐波方向相反使混沌系统发生相变后的状态不同来判别故障线路。采用符号序列信息熵法计算出混沌x时域波形的概率分布,从而辨识系统处于混沌状态还是大周期状态,选出故障线路。应用MATLAB软件进行仿真模拟实验,验证该方法的可靠性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题研究的背景  8-9
  1.2 小电流接地选线研究现状  9-12
    1.2.1 国内外研究现状  9-10
    1.2.2 现有选线技术分析  10-12
  1.3 存在的问题及研究方向  12-13
  1.4 主要研究内容及研究思路  13-15
2 单相接地故障五次谐波稳态特性分析  15-25
  2.1 引言  15
  2.2 小电流接地系统单相接地故障电流稳态分析  15-22
    2.2.1 中性点不接地系统  15-20
    2.2.2 中性点经消弧线圈接地系统  20-22
  2.3 利用电流谐波的选线方法  22-24
  2.4 小结  24-25
3 基于混沌振子的弱信号检测理论研究  25-33
  3.1 引言  25
  3.2 混沌的基本特性  25-27
    3.2.1 混沌的含义  25-26
    3.2.2 混沌的基本特征  26-27
  3.3 Duffing 振子系统数学模型及分析  27-30
    3.3.1 Duffing 系统数学模型  27-28
    3.3.2 系统的非线性动力学行为  28-30
  3.4 微弱正弦信号混沌检测方法  30-31
  3.5 小结  31-33
4 基于混沌检测原理的五次谐波选线法  33-46
  4.1 引言  33
  4.2 传统五次谐波选线原理  33-34
  4.3 中性点非有效接地系统单相接地仿真  34-39
  4.4 混沌 Duffing 振子检测零序电流五次谐波  39-40
  4.5 基于混沌振子检测原理的五次谐波选线法  40-45
  4.6 小结  45-46
5 混沌特性的计算机识别  46-56
  5.l 引言  46
  5.2 现有的混沌判据方法  46-50
    5.2.1 直观分析法  47
    5.2.2 定量分析法  47-50
  5.3 符号序列信息熵混沌特性的检测原理  50-55
    5.3.1 时间序列的符号化  50-54
    5.3.2 混沌状态的自动识别  54-55
  5.4 小结  55-56
6 选线方法的可靠性验证  56-64
  6.1 引言  56
  6.2 中性点经消弧线圈接地系统  56-61
    6.2.1 接地故障相初相角对选线法的影响  56-57
    6.2.2 接地故障发生位置对选线法的影响  57-59
    6.2.3 接地故障发生时刻对选线法的影响  59-60
    6.2.4 接地故障点接地电阻对选线法的影响  60-61
  6.3 中性点不接地系统  61-63
    6.3.1 接地故障相初相角对选线法的影响  61
    6.3.2 接地故障发生位置对选线法的影响  61-62
    6.3.3 接地故障发生时刻对选线法的影响  62
    6.3.4 接地故障点接地电阻对选线法的影响  62-63
  6.4 小结  63-64
7 结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录  69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 高电压技术 > 过电压及其防护 > 过电压保护装置
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