中压配电网分布式故障选线与区段定位研究

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我国中压配电网发生单相接地故障时,线电压保持对称,故障电流较小,系统可以继续运行1~2h。但随着配电网规模的不断扩张,单相接地后的电容电流也随之不断增大,若不及时处理,长时间的单点单相接地故障运行容易引发更严重的事故。由于配电网的运行方式多变,导致传统的集中型故障选线方法的准确率较低,此外,由于故障信号微弱,严重影响了故障区段定位的可靠性。随着DG接入配网馈线,对中压配电网的故障选线与区段定位产生进一步的影响。因此,利用已有的馈线终端装置以及先进的通信技术,研究分布式的故障选线与区段定位方法,大幅提高选线与定位的精确性,具有重要的工程实用价值。论文所做的主要工作与研究成果如下:
  1、分析了配电网单相接地故障后的暂稳态电流,重点分析了有源配电网单相接地故障之后的电容电流分布以及分布式电源接入位置对故障选线与定位的影响,为后续提出故障选线与区段定位判据奠定理论基础。
  2、提出了配电网传统接地方式下的分布式故障选线方法。基于配电网发生单相接地故障后的各区段零序电流相位特征,构造了基于相位差的分布式故障选线判据;针对大过渡电阻单相接地故障,考虑到零序电流相位受到的影响以及故障后各区段零序电流幅值的特征,构造了零序电流幅值比的分布式故障选线判据。理论分析与仿真结果表明该方法能够准确快速的选择故障线路以及定位故障区段。
  3、提出了一种中性点柔性接地方式下的配电网分布式故障选线方法。分析了中性点经消弧线圈和电阻并联接地方式下的中压配电网发生单相接地故障后,通过并联中性点电阻,零序电流幅值以及相位的变化。基于馈线区段两侧零序电流的幅值及相位变化的差异,构造了分布式故障选线判据。最后通过仿真,验证了本章提出的分布式故障选线方法的准确性与适应性。
  4、基于上述故障选线原理,开发了具备分布式故障选线功能的终端样机。利用RTDS实验平台,建立了有源配电网的闭环测试系统,对终端样机进行了功能测试。测试结果表明,所开发的样机能准确判别单相接地故障线路及区段并发出告警信号,具有一定的耐受过渡电阻能力。
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