供电系统单相接地故障研究论文

利用配电自动化系统实现单相接地故障定位的研究摘 要故障定位是配电自动化的重要功能之一，由于单相接地故障是配电网中最常见的故障，研究单相接地故障定位方法对于减小停电范围、缩短停电时间及提高供电可靠性具有重要意义。我国中低压配电网一般都采用中性点非直接接地方式，即中性点不接地或者经消弧线圈接地方式，单相接地故障时故障定位面临的主要困难是：工频故障电流微弱与电弧不稳定，为此本文分析了小电流接地系统发生单相接地故障时电气量中暂态分量的特性，利用现有配电网自动化系统的设备条件，着重解决单相接地故障定位中的故障区段定位和故障点定位两个问题，本文的主要研究工作如下：1．针对故障区段定位问题，提出一种综合区段定位方法。该方法综合了两种具体的区段定位方法：基于特征频带的暂态零序电流方向比较法和零序电流有功分量幅值比较法，前者提取首容性频带内暂态零序电流分量用于电流流向比较，适用于中性点经消弧线圈接地系统的强故障与中性点不接地系统的所有故障；后者通过比较各个检测点处零序电流有功分量大小选择故障区段，适用于中性点经消弧线圈接地系统发生弱故障的情况。综合区段定位方法适合于各种故障类型，具有很高的灵敏度和准确性。2．针对故障点定位问题，提出一种参数辨识法。该方法采用集中参数的配网模型，在此模型基础上建立了单相接地故障的故障点定位时域方程，并利用暂态时域信息通过最小二乘优化算法来辨识出故障点位置。该方法更充分地利用了单相接地故障时的暂态故障信息。3．最后，提出了利用现有的配电自动化系统设备解决故障定位的实现方案：首先利用综合区段定位方法进行故障区段定位，然后在故障区段内应用参数辨识法进行故障点定位。4．仿真结果验证了以上方法的有效性和方案的可实现性。关 键 词：中性点非直接接地系统；暂态电流分量；故障区段定位；故障点定位；参数辨识论文类型：应用研究ABSTRACTFault Location is an important function of the distribution automation system. Because single phase grounding fault is the most frequently happened fault in distribution system, location of such fault is crucial to reduce outage area, shorten outage time, and thus upgrade the China, the non-solid earthed neutral, . isolated or Petersen coil compensated neutral, is widely adopted in middle and low voltage distribution network. The most challenging problem encountered in locating single phase grounding fault is that the fault current is extremely weak and the fault arc is unstable too. In this thesis, the characteristics of the transient currents in single phase earthed distribution network with non-solid earthed neutral are analyzed, and the major focuses are on fault section location accurate fault location on the basis of the present situation of distribution automation system. The major contributions are as follows:1. In this thesis, an integrated fault section locating method is proposed. The proposed method integrates two fault section locating method: the method comparing the direction of transient ground mode current component in specific frequency band, and the method comparing the amplitude of active component in low frequency band. The former, which uses the transient ground mode current component signals in the first capacitive band to compare the current directions, is suitable for obvious fault in compensated networks and all kinds of fault in isolated networks. The latter, which locates the fault section by comparing the amplitude of active component of the zero sequence current, is suitable for weak fault in compensated networks. The integrated method is suitable for all kinds of fault and has high sensitivity and . In this thesis, a method for accurate fault locating is proposed. The method employs the faulted phase network and zero-sequence network as the fault location model, constructe location equations based on this model. The accurate fault location is identified using transient electric component . Transient fault component are more effectively . Finally, A integrated method for both fault section locating and accurate fault locating is realized in distribution automation system: firstly fault section is determined using integrated fault section locating method; secondly accurate fault position is determined using Parameter Identification method. 4. Simulation experiments with EMTP and data processing with MATLAB verified the proposed WORDS: Non-solid earthed neutral networks; Transient current component; Fault section location; Accurate fault location; Parameters IdentificationTYPE OF THESIS: Applied Research目 录1 绪论 课题背景及研究意义 单相接地故障的危害及其研究意义 配电自动化现状及其处理模式 单相接地故障定位的研究现状分析 监测定位法 故障分析法 信号注入法 本文的主要研究工作 82 小电流接地系统单相接地故障的特性分析 引言 故障零序电流分量分析 单相接地故障时稳态零序电流分量特征 零序电流暂态分量分析 区段的暂态零序电流特性分析 配电系统的结构 区段定位中的特征频带概念 特征频带上下限的确定 特征频带内暂态零序电流的分布特点 213 配电网中故障区段定位的综合区段定位方法 基于暂态零序特征电流分量方向的方法 暂态零序电流的分布特点 基本原理 故障区段判别方法 实现算法 算法评价与适用条件 零序电流有功分量幅值比较的方法 算法原理 有功分量幅值算法实现 故障区段具体判别方法 算法评价及适用条件 综合区段定位方法的实现 EMTP仿真研究 EMTP仿真模型的建立 仿真实验及分析 小结 354 配电网中故障点定位的参数辨识法 引言 参数辨识的理论基础 参数辨识的基本概念 最小二乘优化算法的基本原理 故障点定位的参数辨识法 算法方程 该算法在测距中应用的分析 算法中使用的数学方法 EMTP仿真研究 仿真系统及参数 仿真条件 仿真实验结果及分析 本章小结 455 利用配电自动化系统实现故障定位的总体方案 实现故障定位的技术基础 单相接地故障点定位总体方案的流程 启动模块和永久性故障判断模块 故障相判别模块 总体方案的基本流程 故障定位总体方案的例证 506 结论 54致 谢 55参考文献 56声明

有关维修电工技师的论文

维修电工技师是维修电工国家职业资格二级。下面是我为大家整理的关于维修电工技师的论文，欢迎大家的阅读。

【摘要】

伴随着电力系统建设和急剧增长的电力需要，输电设备在电力事业和人们的生活中将会占据越来越重要的位置，变电站便是其中最重要的环节。实现变电站的安全，可靠，稳定的运行，是整个电力实业的保障。因此本文就将深入电网系统中的变电站问题，查询它在日常运作中的常见问题，并对应的给出相关的解析策略。

【关键词】

变电站；问题；对策

0·引言

伴随着人们经济的发展和对电力需求的加强，电网建设工程变得越来越重要，传统变电站的变配电设备已经不能满足现有用电负荷容量及质量水平的提高，输变电设备具有越来越重要的意义，但变电站扩建过程存在运行操作工作量大、方式多变、现场施工面点多、各专业和工种施工人员间相互交叉作业频繁等特点，很容易出现施工过程中安全事故的发生， 因此不管变电站是在日常运用还是在扩建工程，或在智能化变电站的运行中，都应该时刻关注变电站日常问题，防止隐患的发生。

1·变电站常见问题及解决

1·1 小电流接地不符合部门标准

变电站小电流接地系统的安全可靠性不高，设备用着不方便，经过实际分析可以发现以下方面的问题：电流受到各种内部或外部各种干扰，特别是在安装自动调谐的消弧线圈或者是系统过小时，电容的电流数值就会变小，当接地电阻不稳定时，谐波电流数值就会越小，也可能会被干扰到被淹没，那么他的位置就不会太准确，从而会造成误差。由于上述原因，电流在发生单方面的故障时，不能及时有效的检测出来，即使是功能很好的系统也不一定能作出准确的判断。

同时在选取小电流接地线时，也有很多方法可以作为参考，诸如故障信号的稳定量（零序电流幅值、有功方向、无功方向、谐波幅值、人工技能、负序电流）的选线方式；注入信号的选线方式；故障信号暂态分量（小波理论分析暂态量、首半波假设）选线方式。多年来对于中性点非直接接地系统单相接地故障的研究，在原理上取得了很大的成就，但是这些对于选线指导的研究成果在电力应用系统的推广过程中，应用使用还缺乏准确性和可靠性。其主要原因在于，电网系统情况复杂，而且情况多变，再加上对单相接地的故障探究中，原理知识缺乏或理解不渗透，就会导致以上问题的出现。对于故障选线的前体要求就是要故障信息的准确预测，缺乏基础研究就会直接出现对故障本身理解和预测的片面性。随着原理知识的增加理解，数学技术的进步，信息技术的发展，原理探究的深入，对于单相接地故障在中性点非直接接地系统中的准确预测并不会太难。

1·2 时钟的定时不准确

时钟定时不统一，对于发生电网事故时，人工的核对方法就会存在很大的误差，既费时又费力，这就会对事故原因分析增加了难度系数。

1·3 信息采集重复

对于这种问题的解决，在系统通信标准时钟未建立之前，通常采用GPS卫星时钟来统一故障信息网，整个故障信息网络包括电能表，电压互感器，检测装置，计量装置等，这些装置都使用数字化的装置模式，因此在用之前就要先用数字量替换模拟量，以便数字化产品使用。

但是产品个商家各自为阵，就会造成信息量的重复采集，而资源的共享问题就会过于简化，这是变电站自动呼哈工作中最应该解决的问题。随着信息化，新型数字化传感器的出现，我们可以采用转化一次电压电流成为二次部分数量化的方法，以此来解决问题。那个是又由于新型的数字化传感器输出方法为数字量，操作简单明了，只需要设备的连通就可以实现资源的共享。

1·4 传输过程不规范，配合较难

我国的传输系统在最初是处于一个“百花齐放，百家争鸣”的状态，没有一个统一的规约标准，当时智能按照二次设备来加强规约，再后来国家就出台了行业标准作为通讯的一种规约制度。变电站被变电站的通讯体系分为三个级层：过程层、间隔层和变电站层。通过抽象通信服务接口映射到制造报文规范、太网或光纤网的方式在变电站层和间隔层进行网络传输；采用单点向多点的单向传输方式在同隔层和过程层之间进行网络传输。变电站内电子设备采用统一的协议来管理，测控单元，智能电子设备。以实现信息的互相交换。自我描述对降低数据管理费用、简化数据的维护、简化因配置失误原因导致停机现象发生等问题都有一定的帮助。IEC61850作为通讯系统的基础，对于信息技术、自动化水平、工程量的减少、工程的运行、验收、诊断、检测。维护等方面都有十分重要的作用，它也会在很大程度上节约时间，增加系统的灵活性。它对变电站中自动化产品互操作性和协议转换问题有一定的缓解作用。

这项标准的制定实施对于减轻节约开发验收维护的人力物力压力，提高变电站自动化水平，实现互操作化等都有一定的积极意义。

1·5 通讯方式水平低

在变电站的工作中，使用光纤的比例还比较低，大多采用模拟载波作为通信方式。载波机和加工设备的老化会造成通道的衰减度增大，信号也容易受到干扰，通信的质量也就会降低，只将对变电站的自动化发展带来不利的影响。电力通信在电力系统中有着无可取代的地位。是电力系统安全稳定运行的支柱之一，与另外两大系统：电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统有着同等重要的地位。光纤通信具有很大的优点：传输量大，频率宽，抗干扰性强，损耗量小等特点，它的应用对电力部门的迅速发展有很大的促进作用，改变不能了光纤使用地比率的现状。

2·变电站防雷问题及解决

2·1 变电站防雷现状

变电站在应用过程中有一个很关键的问题需要得到关注，就是防雷问题。防雷设施是变电站的一项重要设施，在出现雷雨天气是，雷击事故经常发生，防雷设置时变电站设备以及人身安全的必要保障，所以加强变电站避雷措施是很有必要的。

在防雷问题工作中，许多隐性问题经常会被忽略。人们指挥注意到接地不良造成的事故，而往往诸如接地超市等引起的问题经常会被忽略。随着电力系统电压容量，电力等级的增加，接地不良的现象经常会发生，因此接地问题已经得到高度的重视。

在传统的`电力防雷避雷问题上，人们的传统观念常常进入一个误区，就是指示按照国家颁发的防雷规范的规定，做好稳健性要求的必要措施，安装避雷针，接地装置，变电站引下线等工作，然而在实际工作中防雷装置对雷击破坏起到一定的防治作用，同时避雷引下线对法拉第网笼起到稀疏的积极作用，从而对变电站人员的人身安全起到保障作用，但是我们必须注意到，防雷装置还存在一定的问题，不但不会保护变电站二次系统不受到雷击，反而会使其更容易遭受雷击。同时如果避雷装置的接闪电能力越强，易遭受雷击的几率也就越大。因为

在雷击过程中，变电站引下线和避雷针会吧雷击作用缓解下来，在大地受到雷击过程中，电流会顺着引线发生强烈的磁场变化，在此磁场作用下，二次系统发生了强烈的变化，此时传输线路会产生强烈的高压感应，与地线电压产生一定的差距。

大量的超大规模电子集成电路随着电子技术的发展飞速发展，电路集成程度在逐渐增高，内部线路的差距确实不断缩小的，这就使得电路元件的抗雷击能力变得越来越弱，所以室内的二次系统电路极易因为雷击现象引起的电压差遭到击毁。同时在线路之上的雷云中，雷电也可以进行放电，或者在其周围放电，这些现象都会使二次系统线路更加容易受到雷电顺着电路电磁感应从而击毁电路，导致系统信息出现错误。

2·2 解决雷击问题

为了人们生活需要和城市发展进程的加快，对城市化景观建设进一步的改善，当前的变电站建设常常安装在室内或者地下，因此很多地区会出现地下变电站的景观，在地下 变电站建设中，对于建设规模要给与具体的考虑，要具体结合建造结构，当地供电使用情况，负荷需求，运作方式，来进行综合的考虑。通常这种变电站大多实在城区中心进行，就也需要考虑建设过程中的限制问题，地理位置，地形问题等等。根据实际的运行问题，变电站的建设应该注意一下问题：（1）必须设有至少两个安全出口，尽可能情况下，与邻近建筑物有互通通道，以方便规模宏大，连数较多的变电站安全保障。

（2）尽可能情况下将变电站安置在地面之上，及时要在地下设置，也应该尽量接近地面位置。

（3）正确设置封口的分离设置，将进风口和出风口分离开来，进风口设置要在夏季风的上风向。

（4）要根据实际情况，结合工程要求，在站内设置电器布置。

3·结束语

变电站是电力系统安全保障的重要环节，实现变电站的安全，可靠，稳定的运行，是整个电力实业的保障。因此我们要特别关注变电站应用工作中的一些实际详细的问题，只有变电站工作问题的到解决，电力事业才能正常安全的运转。

【参考文献】

[1]·孙秀文.城市电网建设与扩建工程中变电所的设计模式.[J].黑龙江电力.2002 (6)

[2]·罗茂南. 分析110kV变电站自动化改造中常见的问题.[J].2008 (12)

浅析变电站综合自动化系统 摘 要：本文简要介绍了变电站综合自动化系统的重要性和发展趋势，提出了变电站综合自动化基本概念，并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的发展前景进行分析 关键词：变电站综合 自动化系统 结构 功能 一、 概述 电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。 二、 系统结构 目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构： １．分布式系统结构 按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。 ２．集中式系统结构 集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足： （1） 前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。 （2） 软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。 （3） 组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。 ３．分层分布式结构 按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。 这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点： （1）可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。 （2） 可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。 （3） 站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。 三、常见通讯方式 目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有： 1） 双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kV变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网。 2） 单以太网，双/单监控机模式。 3） 双LON网，双监控机模式。 4） 单LON网，双/单监控机模式。 四、变电站自动化系统应能实现的功能 １. 微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能： １）故障记录浅析变电站综合自动化系统 ２）存储多套定值 ３）显示和当地修改定值 ４）与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。 ２.数据采集及处理功能 包括状态数据，模拟数据和脉冲数据 １）状态量采集 状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。 ２）模拟量采集 常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。 ３.事件记录和故障录波测距 事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。 变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 ４.控制和操作功能 操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。 ５.防误闭锁功能 ６.系统的自诊断功能 系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。 7.数据处理和记录 历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有： １）断路器动作次数； ２）断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数； ３）输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间； ４）独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间； ５）控制操作及修改整定值的记录。 根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。 ８. 人机联系系统的自诊断功能 系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。 9. 本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。还应具有同调度中心对时，统一时钟的功能和当地运行维护功能。 五、结语 通过以上分析，可以看到变电所综合自动化对于实现电网调度自动化和现场运行管理现代化，提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用，它将能大大加强电网一次、二次系统的效能和可靠性，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。随着技术的进步和硬件软件环境的改善，它的优越性必将进一步体现出来。■