【摘 要】
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配电网是连接输电网和用户进行电能分配的关键环节,保证其稳定安全运行可以提升供电质量和可靠性。而配电网的结构复杂导致其易受环境影响而发生故障,大部分用户停电时间都是由配电网故障造成的。因此在故障发生后迅速查找出故障点并排除故障变得尤为重要,对于保证人民正常生产生活具有重大意义。现常用的行波定位方法,由于其受系统固有参数影响较小,相较于其他定位方法更具有应用优势。因此行波法在电网故障定位技术中使用较为
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配电网是连接输电网和用户进行电能分配的关键环节,保证其稳定安全运行可以提升供电质量和可靠性。而配电网的结构复杂导致其易受环境影响而发生故障,大部分用户停电时间都是由配电网故障造成的。因此在故障发生后迅速查找出故障点并排除故障变得尤为重要,对于保证人民正常生产生活具有重大意义。现常用的行波定位方法,由于其受系统固有参数影响较小,相较于其他定位方法更具有应用优势。因此行波法在电网故障定位技术中使用较为广泛,可以根据其定位中所使用的行波信号的来源分为被动式和主动式定位技术。被动式定位技术的准确性与故障点产生的行波幅值相关,即会受到故障发生时线路电压信号相角影响,而主动式常在高压侧注入信号,不受故障发生时相角的影响,但信号注入时可能对人身安全造成威胁。此外,注入位置多位于主站,对于处于多分支且位于配电线路末端的故障难以有效检测。因此,通过在配电变压器低压侧注入脉冲信号,经过配电变压器的传递之后,进入中压线路来实现故障定位。方法具有注入简单,注入位置多变,对人身相对安全等优点。针对基于配变低压侧脉冲注入的故障定位方法,对两种配电变压器建立高频模型,开展了低压注入测试,提出了低压侧脉冲注入故障测距和定位方法,论文主要工作如下:基于低频下配电变压器电磁暂态模型,提出了配电变压器高频模型。根据建立的变压器模型,提出了故障注入策略和方式。基于中压电力网的传输线模型,研究了脉冲信号在配电线路中的传播特性及遇见阻抗差异点产生的折反射规律。根据信号在线路中传播的多径传播模型,可以推导出线路中任意两点间的传输特性,得到入射信号为脉冲信号时注入点的脉冲响应。通过对比故障前后两次脉冲响应的不同,提取故障点信号,推导出故障距离的计算公式。通过多点注入计算出多点到故障点的距离,与实际线路分布进行对比分析,提出故障定位算法。通过使用阻抗分析仪可以测量得到配电变压器低压侧端口在不同情况下的阻抗特性,然后使用集总参数来进行等效,可以计算得到变压器模型参数的大小。使用计算得到的参数值在仿真软件中搭建模型,对模型进行了频域和时域上验证。对比分析了不同脉宽下、不同脉冲波形、不同注入方式及变压器类型对高压侧得到的注入信号的影响,选择出最优注入参数。通过在仿真软件中搭建配电低压侧脉冲注入故障定位模型,进行了故障测距仿真。通过改变故障距离、故障电阻及不同类型故障等,研究了不同因素对故障测距准确度的影响,仿真说明本文提出的故障测距方法准确有效。在实验室搭建了脉冲注入故障测距平台,人为设置故障点后进行故障测距,实验结果证明此测距方法能够实现故障测距。最后,在故障定位模型中进行不同端点的配电变压器进行故障测距,根据多点得到的故障距离信号,结合电网拓扑,最后实现故障定位。上述研究工作可以为配电网故障后准确定位故障位置,快速排除故障实现电网正常运行、人民生产生活不受影响具有重要意义。
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