硕士学位论文：小电流接地系统单相接地故障选线研究.doc

基于MATlAB Simulink的小电流接地系统单相接地故障选线研究 摘 要 国内外6～66Kv配电网中性点广泛采用小电流接地(包括不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地)方式，以避免发生单相接地故障(又称为小电流接地故障)时跳闸造成供电中断。对于小电流接地故障，由于故障电流微弱、电弧不稳定和随机因素影响等原因，接地故障选线比较困难，一直缺乏可靠的故障选线方法和高准确度的小电流接地故障选线装置，至今许多变电站仍然使用人工拉路方法查找故障线路。随着人们对配电网自动化水平要求的提高，小电流接地故障自动选线问题更加突出，迫切需要从根本上予以解决。因此，研究高准确度、高可靠性的自动选线技术，对于提高供电可靠性、减少停电损失和提高配电自动化水平具有重要的意义。 本文在分析小电流接地系统单相接地故障特征基础上，阐述了小电流接地系统的理论基础以及在不同中性点接地方式下单相接地故障表现出的稳态及暂态故障特征，并对常用及最新的各种选线原理进行了综合评估，指出了各自的优、缺点及适用范围。同时，应用MATLAB Simulink仿真软件的PSB工具箱, 参照实际配电网参数，建立了小电流接地系统仿真模型。结合数字信号处理中的相关分析技术。利用db小波包对小电流接地系统发生单相接地故障后的暂态零序电流进行适当频带宽度的分解，自适应的选出各条线路上故障能量最大的特征频段，对各线路故障特征频段对应小波包分解系数的波形进行两两相关分析，获得相关矩阵，并求出各线路的综合相关系数，最后给出按接地故障发生可能性大小排列的选线结果。大量仿真结果表明这种基于小波包多频带相关分析的选线方法改进了现有的基于小波包和传统首半波法的故障选线技术，提高了小电流接地系统单相接地故障选线的正确率。并且利用信息融合技术对单相接地故障电流信号中蕴藏的各种暂态及稳态信息进行融和，提出了基于小波包多频带相关分析法、基波比幅比相法、5次谐波比幅比相法和有功法的多判据融合选线方法。采用信息融合技术综合利用现有各种原理进行选线，能够充分发挥其各自优势，相互补充，扩大选线的范围。这种多判据融合法较单一的选线方法具有更强的适应性和容错能力，提高了小电流接地系统单相接地故障选线的准确度，保证了选线结果的可靠性。 关键词：小电流接地系统 单相接地故障 小波包 相关分析 信息融合 Abstract Neutral insulated or Peterson coil earthed power network is widely used in China’s 6~66kV distribution networks. It can play an important role in improving power supply reliability of distribution networks. But when single-phase-to-earth fault occurs in this kind of network, the faulty line detection is very difficult to be realized because of the low fault current. In order to solve this problem, many researches are carried out mainly in two fields. One is to improve the precision and sensibility of detecting elements, and the other is to adopt mathematical methods or tools to analyze original fault information in different ways ,so as to find new faulty line detection theory. Great achievements are made after researches of many decades, a lot of kinds of detecting elements and faulty line detection theories are brought forward, but there is no perfect solution till now. In this background , this paper comprehensively expatiated the basal theoretics of small current grounding power system and de