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随着配电网建设加速,电缆应用不断增加,系统的电容电流水平不断升高,城市配电网单条母线经常超过200A。单相接地故障残流的增加将导致弧光电流难以自熄,并且弧光过电压会破坏设备的绝缘能力。单相接地故障持续期间可能发展为两相短路甚至三相短路,威胁人身生命和设备安全。因此,故障下快速熄弧已成为单相接地故障处理的第一要务,同时也是避免火灾和停电损失扩大的必要手段。主动干预型消弧装置集成了电压型消弧技术和电流型消弧技术的优点,能有效熄灭故障点电弧,已在我国多个省份的配电网进行了推广应用。
故障选相是主动干预型消弧装置的关键环节,若选相错误,装置动作后将会引发更为严重的相间短路且具有将故障引入站内的风险;对于永久性接地故障,需尽快启动故障诊断算法,提供具体的故障线路和故障区段信息;主动干预型消弧装置的动作过程会对配电网系统产生扰动,影响单相接地故障特征。因此本文针对上述问题进行了深入分析,具体的研究内容如下:
(1)分析了健全相电流突变量与故障相电流波形的差异,提出了基于特征频带相电流提取的故障选相方法。采用小波包分解确定高频分量所集中的特征频带,排除了负荷电流变化对相电流突变量的干扰,并通过改进灰色关联度对特征频带内三相电流突变量的相似系数进行量化,从而实现单相接地故障相的辨识。
(2)分析了主动干预型消弧装置动作前后系统零序电流的变化特征,提出了考虑主动干预型消弧装置影响的故障选线和区段定位方法。通过改进灰色关联度从数学的角度量化故障区段和健全区段的零序电流突变量波形差异性,从而实现故障选线和区段定位。
(3)考虑装置选相错误和装置复归过程两种典型的工况,建立相关的数学模型分析其对单相接地故障特征的影响,针对性地提出相应的解决或抑制方法。
故障选相是主动干预型消弧装置的关键环节,若选相错误,装置动作后将会引发更为严重的相间短路且具有将故障引入站内的风险;对于永久性接地故障,需尽快启动故障诊断算法,提供具体的故障线路和故障区段信息;主动干预型消弧装置的动作过程会对配电网系统产生扰动,影响单相接地故障特征。因此本文针对上述问题进行了深入分析,具体的研究内容如下:
(1)分析了健全相电流突变量与故障相电流波形的差异,提出了基于特征频带相电流提取的故障选相方法。采用小波包分解确定高频分量所集中的特征频带,排除了负荷电流变化对相电流突变量的干扰,并通过改进灰色关联度对特征频带内三相电流突变量的相似系数进行量化,从而实现单相接地故障相的辨识。
(2)分析了主动干预型消弧装置动作前后系统零序电流的变化特征,提出了考虑主动干预型消弧装置影响的故障选线和区段定位方法。通过改进灰色关联度从数学的角度量化故障区段和健全区段的零序电流突变量波形差异性,从而实现故障选线和区段定位。
(3)考虑装置选相错误和装置复归过程两种典型的工况,建立相关的数学模型分析其对单相接地故障特征的影响,针对性地提出相应的解决或抑制方法。