配电网接地故障辨识与消弧柜投入控制研究

【摘要】：线路接地故障和变压器内部接地故障辨识问题是经消弧柜接地配电网亟待解决的一大难题。经消弧柜接地配电网采用中性点不接地的方式,不需使用消弧线圈,当线路发生单相接地故障时,将安装在母线处的消弧柜合闸,解决了弧光接地故障带来的危害。但同时也带来了变压器内部故障时消弧柜误动而使变压器内部绕组短路的威胁。因此如何辨识线路故障和变压器故障并使消弧柜正确动作是维护电网安全稳定运行的重要研究内容。为此,论文旨在发现现有辨识方法存在的不足,研究新的辨识方法,提出了基于多信息融合的故障辨识方法以及消弧柜动作后的故障二次辨识方法,并对消弧柜进行相应的投入控制。为解决经消弧柜接地配电网线路故障和变压器故障的辨识难题,论文分析了上述两种故障情况下变压器出口和各线路首端零序电流和负序电流大小、相位等故障信息,计算了各条线路首端与变压器出口的序电流比值,分别构建了基于零序电流标幺值的辨识判据和基于负序电流标幺值的辨识判据,分别提出了基于零序电流和负序电流的故障辨识方法；并根据序电流的相位差别构建了基于序电流相位的辨识判据,提出了基于序电流相位的故障辨识方法。为充分挖掘故障信息,全面刻画故障状态,论文分析在线路故障和变压器内部故障情况下监测出口零序电流和零序电压导数之间的关系,提出了基于相关分析的故障辨识方法。比较论文提出的四种辨识方法的优缺点及适用范围,构建基于多判据的信息融合辨识判据,提出了基于多信息融合的故障辨识方法,并根据辨识结果对消弧柜进行相应的投入控制。该辨识方法不受系统运行方式及参数的影响,可靠性高针对特定情况下辨识错误而消弧柜误动的情况,通过检测消弧柜动作后流经消弧柜的电流的大小来重新辨识故障,提出了消弧柜动作后的故障二次辨识方法和消弧柜投入控制策略,避免了消弧柜误动而引发变压器内部绕组短路而使变压器烧毁等严重事故。通过MATLA和EMTP仿真验证,上述故障辨识方法能对经消弧柜接地配电网中的线路故障和变压器故障进行准确辨识,并对消弧柜进行相应投入控制,实现了变压器绕组100%的保护,避免了变压器内部故障时消弧柜误动作引起变压器烧坏等事故的发生,辨识精度和可靠性高,有待在经消弧柜接地配电网中推广应用。
【关键词】：配电网 消弧柜 信息融合 线路故障 变压器故障
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM862