基于plc技术的配电网单相接地故障区段定位的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要基于PLC技术的配电网单相接地故障区段定位的研究摘要我国6~66kV配电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统接线方式。在这种小电流接地系统中，80%以上的故障是单相接地故障。小电流接地系统发生单相接地故障时，不形成短路回路，没有量值很大的短路电流，且三相线间电压依然为对称电压，不影响负载的正常工作，可以继续运行一定时间。但是在发生单相接地后，非接地相对地的电压会升高，而且断续性电弧接地时还会产生弧光过电压，长期运行可能会损坏其绝缘，引发严重的相间故障。所以，当系统出现单相接地故障后，应该立即设法使其消除。在不能及时消除的情况下，也应

2、尽快找出故障线路和故障点，在进行必要的负荷转移后，尽快将接地设备从系统中切除。针对上述问题，本文首先对小电流接地系统单相接地故障的稳态特征和暂态特征进行了深入的理论研究和分析，找到了合适的故障特征量，提出了故障区段定位的算法，构建简单模型进行理论验证和MATLAB仿真；然后设计了基于PLC（电力线载波）技术的配电网单相接地故障区段定位的整体系统结构，介绍了配网基本结构、在线监测和测量模块的设计、配电网载波通信以及主机控制与处理系统的实现，最后给出了系统实现的软件流程。关键词：小电流接地系统，单相接地故障，故障区段定位，电力线载波通信，I上海交通大学硕士学位论文AbstractT

3、heStudyofSingle-Phase-to-GroundFaultSectionLocationinDistributionNetworkBasedonthePLCTechnologyABSTRACTNeutralpointnon-effectivelygroundedsystemorneutralpointearthedviaarc-suppressioncoiliswildlyadoptedbymedium-voltagepowerdistributionnetworkinourcountry.Single-phasegroundedfaulthappensmostf

4、requentlyinthenon-solidlyearthednetworkwiththeprobabilityupto80percent.Whensingle-phasetoearthfaultoccursinanon-solidlyearthednetwork,thefaultcurrentissmallandthethreephaselinetolinevoltagesarestillsymmetricsincenoshort-circuitloopisformed,theloadcankeeponrunningforaperiodoftime.Butwhenthefa

5、ulthappened,thenon-faultedphasevoltagewouldincreaseandintermittentaregroundingwouldleadarcovervoltage,andtheinsulationwouldbedamagedinlongtimerunning,thereforethesystemresultinmoreseriousphase-to-phasevoltage.Sosingle-phasetoearthfaultshouldberemovedimmediately.Incaseofthefaultcan'tberemoved

6、intime,thefaultlineandfaultpointshouldbedetectedquickly.Thefaultdeviceshouldberemovedassoonaspossibleafterthenecessaryloadtransferring.Regardingthedifficultproblemsstartedabove,thethesisthoroughlyresearchedandanalyzedthestableandtransientfeaturesofsingle-phase-to-groundfaultinneutralnon-effe

7、ctivelyearthedsystemintheory,foundtherightfaultfeatures,putforwardafaultsectionlocationalgorithm,constructedasimpletheoreticalmodeltoverifyandsimulationexperimentswithMATLAB.Thendesignedtheoverallsystemarchitectureofsingle-phase-to-groundFaultsecti