基于物联网技术的小电流故障区段定位检测方法研究-计算机科学与技术;计算机系统结构专业论文.docx

华北电力大学硕士学位论文 华北电力大学硕士学位论文 I I 摘 要 我国配电网大部分为中性点谐振接地系统，在配电网架空线路的各类故障中， 单相接地故障占比最大。在线故障检测和定位是智能电网自愈功能实现的基础，目 前故障选线应用比较成熟，在线故障定位基于故障选线提出，目的在保证电力供应 的情况下迅速确定、排除单相接地故障，提高供电可靠性。 在线故障定位首先需要获取准确的配电网运行信息，配电网分布范围较广，分 支繁多，物联网中的许多方法和技术，对准确、快捷采集电网运行时的状态信息有 很高的参考价值。通过对物联网无线传感网络时间同步算法 DMTS 的研究，分析数 据传输中时延构成，采用高斯分布对时延建模，利用最大似然估计法得到时间偏差 的无偏估计，进而给出时间修正算法。 本文以配电网中性点谐振接地系统作为主要研究对象，分析了其在发生单相接 地故障时的零序电压、零序电流特征，使用广域幅值比较法作为在线区段定位的基 本判据。在此基础上，实现在线区段定位系统。该系统实现广域相量同步测量，远 程双向通信，自动建立并维护数据通信网络，并利用 DMA 实现运算与数据传输并 行进行；使用基于 ARM Cortex-M3 内核的微控制器，在 GPS 信号驱动下进行信号 检测，经过 ADC 采样优化以及快速傅里叶变换取得配电线路零序电压、电流信息； 分析传感节点内、外部中断事件，确定中断优先级并实现相应中断处理程序，完成 传感节点的电路设计、制板和焊接。系统研发完成后，进行调试、实验以及挂网试 运行。实践证明，系统运行可靠，定位准确。 关键词：物联网技术；小电流故障定位；谐振接地系统；广域同步；时间同步 II II Abstract Most of distribution networks in China are resonance grounding system. In various t ypes of overhead line failures, single-phase ground fault takes the largest proportion. Onli ne fault detection and location are the basis of self-healing function of smart grid, the appl ication of fault-line-selection is relatively mature. Based on fault-line-selection, online fau lt location was proposed. It aimed at quickly identifying, eliminating single-phase ground faults while ensuring the electricity supply. The ultimate goal is to improve power supply reliability. Sampling accurate run-time information is the most important step of fault location. Distribution networks run within large area and have a lot of branches, many methods and techniques of internet of things could help to accurately, efficiently capture the runtime st ate of power grid. Studied the DMTS algorithm which is a time synchronization method i n wireless network. Analyzed the delay of wireless data transmission, modeled the delay by introducing Gaussian distribution. Using the maximum likelihood estimation method t o get an unbiased estimation of the time offset, finally proposed a time correction algorith m. This article mainly focus on resonant neutral grounding system. Analyzed the charac teristic o