【摘 要】
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随着我国电力系统的不断完善,配电网逐渐向着智能化的方向发展,需要为用户提供更可靠的供电质量。单相接地故障是配电网中最常发生的故障类型,若未能及时处理该故障可能引发城市中电缆通道火灾和增加大面积停电事件风险,甚至危害人身安全,故需要准确快速的找出故障线路并切除,降低对用户正常供电的影响。市场上现有的故障选线装置工程应用不太理想,目前无法做到快速选中并切除故障线路,仍有部分地区采用人工拉线法来选出故障
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随着我国电力系统的不断完善,配电网逐渐向着智能化的方向发展,需要为用户提供更可靠的供电质量。单相接地故障是配电网中最常发生的故障类型,若未能及时处理该故障可能引发城市中电缆通道火灾和增加大面积停电事件风险,甚至危害人身安全,故需要准确快速的找出故障线路并切除,降低对用户正常供电的影响。市场上现有的故障选线装置工程应用不太理想,目前无法做到快速选中并切除故障线路,仍有部分地区采用人工拉线法来选出故障线路,故配电网单相接地故障选线方法及装置研制仍然具有研究意义和价值。本文首先阐述了配电网单相接地故障选线及装置研制的研究背景及意义,介绍了配电网中三种中性点的接地方式的特性及其适用场景,研究了小电流接地系统发生单相接地故障的稳态特征和暂态特征,总结了现有的故障选线方法,选择注入法作为故障选线装置的核心算法,接着从注入法的原理入手,分析了如何合理的选取注入信号的大小和频率,并针对高阻情况下中性点经消弧线圈接地系统中注入法选线正确不高的问题,本文提出了一种从中性点注入180Hz的高频电流信号,并以注入电流信号在配网各线路的相位差为选线判据的改进注入法。接着在MATLAB/SIMULINK仿真平台上搭建10k V模拟配电网仿真模型,模拟了单相接地故障典型特征以及搭建了中性点基于异频注入法的仿真模型,验证了该法理论上的可行性。本文设计了基于注入法的双CPU配电网单相接地故障选线装置,整个装置采用后插式结构,主控CPU板,采样板,电源板,开入开出板均插在通用底板上,装置前面板配备有迪文DGUS液晶屏,选线装置主控CPU插件的控制单元采用STM32F407VGT6芯片,采样板的控制单元采用STM32F427VIT6芯片,数据采集单元采用AD7606芯片,根据系统软件功能需求设计了主控CPU控制程序、采样板数据采集程序、液晶屏显示等程序,并在实验室中搭建了1200V的低压模拟配电网线路模型,对本文研制的单相接地故障选线装置进行了上电测试以及选线正确率测试,充分验证了本文设计的基于异频注入法的配电网单相接地故障选线装置具有可行性和实用性。
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