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配电网接地故障的快速准确定位,有利于及时处理故障,恢复系统正常供电,对于电力系统的安全运行具有重要的意义,并对电力用户的经济利益提供了可靠的保障。现有的定位算法不能很好的解决故障分支问题,而利用探测器在线监测的方法也只能定位到区段。
该文创新性地将传递函数理论应用到配电网接地故障定位领域中来,进行了以下工作:
在配电线路分布参数模型的基础上,对单相线路,三相换位线路以及三相不换位线路的传递函数理论公式进行了推导分析,从理论上得出了传递函数法对于配电网接地故障定位具有良好应用前景的结论。根据理论推导的结果,利用数值计算手段对理论推导的结论进行了验证,并在此基础上,总结了传递函数法对于配电网接地故障信息的反映特征。
对配电网线路的电磁暂态计算模型进行了研究,并在此基础上利用电磁暂态计算程序EMTP、NETOMAC、PSCAD等对配电网接地故障进行了大量的计算机仿真计算。根据仿真计算的结果,创新性提出了利用数字信号处理手段自传递函数频谱特性获得线路分支信息和故障信息,并据此分析传递函数频谱特征而获得故障特征向量作为定位判据的方法。利用该方法获得各种故障分支情况下的故障特征向量形成数据库,并建立故障定位专家咨询系统,可实现快速准确的配电网接地故障定位。进一步仿真计算的结果表明,该判据具有很好的测距精度,而且能够很好地解决判定故障分支的问题。
基于对注入信号的选择,以π型等值链型电路模型为基础单元,用分段集中参数来模拟分布参数,在实验室条件下对配电网接地故障定位的传递函数法进行动态模拟试验。通过对不同结构配电线路模型的仿真试验结果分析,从实验室模拟试验角度对提出的理论和方法进行了验证,结果表明传递函数法在配电网接地故障定位领域的应用具有良好效果和广阔前景。另外通过试验还显示出传递函数法能够较好地处理干扰的问题,基本不受干扰的影响。