配电网系统中单相弧光接地故障及选线研究

发布时间：2020-08-26 19:56

【摘要】：目前,我国配电网中发生的故障80%为单相接地故障,而其中又以弧光接地故障所造成的危害最为严重。首先,在弧光接地故障中电弧存在的状态是动态变化的,以燃弧和熄灭状态交替出现,并在系统中会产生高频分量。由于配电网系统中有感性元件以及线路对地电容的存在,系统会产生电磁振荡,而电磁振荡产生的过电压又会对配电网系统造成危害;其次,弧光接地故障是小电流接地故障的一种,系统对此类故障的选线准确度不高,继而可能带故障运行,而电弧的产生会释放大量热量,很可能会造成事故的扩大。为解决此问题,最重要的就是能够准确定位弧光接地故障发生的线路,从而切断故障线路的供电,以此保证系统的安全稳定运行。由于在实际配电系统中,弧光接地故障特征信号的采集较为困难,所以,为研究选线问题,仿真模拟是行之有效的手段。目前在对单相弧光接地故障模型研究时,接地电弧电阻可能被定为阻值为零(金属性接地)或是固定阻值的电阻,并不能准确反映实际电弧的动态特征,或使用经典的Mayr和Cassie黑盒模型,但这两类模型也有其固有的局限性。因此,需建立一种准确的弧光接地模型。截至到目前为止,在研究配电网弧光单相接地故障选线技术的研究过程中,专家学者们提出了不同的选线方法,按照利用特征量的不同可主要分为稳态特征值法和暂态特征值法,但却仍然没有一种方法可以完全准确的选择弧光单相接地故障发生的线路。所以,综合各种方法的优缺点,取长补短是一种较为合适的选线发展方向。针对上述提出的问题,为准确模拟单相弧光接地故障,本文首先阐述了电弧理论以及电弧的数学模型,对传统电弧模型进行分析,针对相应的局限性,在控制论模型的基础上,提出一种适用于配电网单相弧光接地故障的电弧模型,并比较了在不同弧长、线路长度等因素条件下其对故障特性的影响;为解决单一选线方法对故障选线存在局限性的问题,本文分析了几种能够反映单相弧光接地故障特征的选线方法,利用特征量判据对其进行选线研究,指出其局限性,在此基础上,将Softmax回归算法引入到配电网单相接地故障选线中,利用多特征量综合利用的技术手段,以应对单一选线特征方法会失效的问题。该方法在Tensorflow环境下将多种选线特征量进行融合,利用特征数据反复迭代训练,得到代价函数,通过该代价函数求取故障发生线路的概率。通过使用单一方法特征量判别失效的故障数据进行验证,该方法仍然可以取得了良好的选线效果。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM862
【图文】：

出现接地故障时的电流却会快速上升，并且会发生停电现象。如下图1.1 所示为对应的向量图。图 1.1 系统 A 相接地后三相电压电流相量图Fig.1.1Three-phasevoltage andcurrentphasordiagramaftersystemA isgrounded（2）中性点不接地在架空线路比较多的系统中多采取不接地方式，并且在出现单相接地时，系统中所产生的容性电流cI 10A。而在配电网系统中所出现的故障中，大约有60%都为瞬时性故障。因此，在此系统中能够有效的避免保护装置发生误动作，从而减小其带来的损失。它的工作原理如图 1.2 所示。图1.2 中性点不接地单相接地相量图Fig.1.2Neutralpointungrounded single-phasegroundphasordiagram通过上图可知：0adU g（1.1）N aU Ug g（1.2）

在此系统中能够有效的避免保护装置发生误动作，从而减小其带来的损失。它的工作原理如图 1.2 所示。图1.2 中性点不接地单相接地相量图Fig.1.2Neutralpointungrounded single-phasegroundphasordiagram通过上图可知：0adU g（1.1）N aU Ug g（1.2）

为此相关的研究学者进行了反复的实验，获取了大量数据，并由实验数据整理绘制得出电弧电流、电压与时间关系曲线图和交流电弧伏安特性曲线图，分别见图 2.1和图2.2。其中定义图2.1中的su为燃弧电压，tu为熄弧电压[43]。图 2.1 电弧电流、电压与时间关系Fig. 2.1 The Relationship between Arc Current，Voltage and Time沈阳工业大学硕士学位论文

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本文编号：2805620