基于配网自动化系统的小电流接地故障定位方法研究

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1、学校代号10532学号S150900696分类号TM77密级公开硕士学位论文基于配网自动化系统的小电流接地故障定位方法研究学位申请人姓名邓菲凡培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称黄纯教授学科专业电气工程研究方向电力系统继电保护论文提交日期2018年4月20日基于配网自动化系统的小电流接地故障定位方法研究学校代号：10532学号：S150900696密级：公开湖南大学硕士学位论文基于配网自动化系统的小电流接地故障定位方法研究学位申请人姓名：邓菲凡导师姓名及职称：黄纯教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日

2、期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年5月18日答辩委员会主席：李欣然ResearchontheFaultLocationmethodofSmallCurrentneutralgroundingsystembasedontheDistributionNetworkAutomationSystembyDENGFeifanB.E.(NorthwestA&FUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofM

3、asterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHUANGChunApril，2018基于配网自动化系统的小电流接地故障定位方法研究摘要故障定位和隔离是配网自动化系统的主要功能。小电流接地系统发生单相接地故障时故障电流微弱、接地电弧不稳定，导致故障定位困难，制约了配电网自动化技术的发展。本文围绕小电流接地故障暂态特性及故障区段定位方法展开研究。首先，分析配电网小电流接地故障的暂态特性。

4、利用Karrenbauer变换将三相系统转换为没有电磁耦合的数模系统，并对其进行简化，得到小电流接地故障的简化模型，并获得单相接地故障暂态故障电流在配电网的分布规律。研究结果表明，故障点上、下游侧回路各自相对独立，各侧的暂态数模电流由各自回路参数决定，故障点两侧零模电流的谐振频率和幅值存在很大差异。使用Matlab/Simulink软件搭建了小电流接地故障系统的仿真模型，对故障特性进行了验证。其次，提出一种基于互近似熵的小电流接地故障定位方法。利用互近似熵度量馈线各区段暂态故障信号的相似度；健全区段两侧检测点的暂态零模电流波形

5、相似程度高，其互近似熵接近于0；故障区段两侧的检测点的暂态零模电流波形相似度低，其互近似熵大于1。利用这一规律，通过馈线终端上传的故障电流波形进行小电流接地故障馈线区段定位，给出了配网自动化系统的故障定位实现流程。最后，提出一种基于SVD算法的故障定位方法。由两相似信号分别构造的Hankel矩阵，经SVD分解得到的两组奇异向量近似，其对应向量的内积均接近于1。利用向量内积度量馈线不同检测点的暂态故障信号的相似度，并进行小电流接地故障定位。两种方法对检测点间的时间序列同步要求较低，抗干扰能力强，不需要电压互感器获得电压信号，实现

6、简单，投资成本低。通过小电流接地故障模型，仿真验证了所提方法在中性点不接地系统及经消弧线圈接地系统中的可行性和有效性。关键词：小电流接地系统；配网自动化系统；故障定位；暂态零模电流；互近似熵；SVD分解算法；Hankel矩阵II硕士学位论文AbstractThemainfunctionofdistributionnetworkautomationsystemisfaultlocationandisolation.Thefaultlocationisdifficultbecauseofthelowfaultcurrentandt

7、heunstablegroundingarcinthesmallcurrentneutralgroundingsystem.Mostcurrenttheoriesaboutfaultlocationmethodofsmallcurrentneutralgroundingsystemarestillintheresearchstage.Hence,themainworkofthispaperistostudythefaultlocationmethodofsmallcurrentneutralgroundingsystem.Fi

8、rstly,thetransientcharacteristicsofsmallcurrentneutralgroundingfaultindistributionnetworkareanalyzed.ByusingKarrenbauertransformation,thet