MATLAB小电流接地故障选相方法研究(2)

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2.4 本章小结14

第3章小电流接地系统MATLAB建模与分析15

3.1 MATLAB在电力系统中的应用-15

3.2 小电流接地系统仿真模型构建-16

3.3 主要研究结论23

3.4 本章小结25

第4章总结和期待-26

4.1 主要研究总结26

4.2 待解决的问题和展望-27

参考文献-28

致谢-30

绪论

由发电、变电、输电、配电、供电、用电等设备和技术组成的电力系统将一次能源转换为电能的统一整体。由发电厂发出电能后，通过所有各级变电站由高压输电网输送到电力用户侧，再由配电网供给用户。电力系统的主要组成部分为配电网，它直接与用户在电力系统各环节的某端相连。电力系统的中性点，是星形连接的变压器、发电机的中性点。电力系统中性点是否接地与绝缘水平、通信干扰、接地保护方式、电压等级、系统接线和系统稳定等很多综合问题有关。中压配电网经常采用中性点不直接接地方式，其中性点接地方式主要有中性点经消弧线圈接地方式、中性点经高阻接地方式、中性点不接地方式这3种。[ ]

中国的6～66kV配电网系统是小电流接地系统，此系统大多是中性点经消弧线圈接地或中性点不接地的运行方法。接地故障是导体和地连接或者对地绝缘电阻值小于规定值，从而引起故障。单相接地故障时，因为不是低阻抗的短路回路而且接地电流很小，所以称为小电流接地系统。在发生单相接地故障时，多数情况下可以自动熄弧并恢复绝缘是小电流接地系统的长处。如果在输电线路中产生永久性的单相的金属接地故障后，三相线电压依然是对称的，大小和相位不变化，但是系统的接地相对地电容会被短接，对地电压就变成零。为避免另一相接地从而引起两相短路乃至三相电路，所以必须在一段时间内将单相故障派排除。

一直以来，全世界电力领域的专家对小电流接地系统的故障选相问题，实施了大范围的实验。一旦出现单相的接地故障时，过去的检测原理主要是由故障时产生的稳态信号为基础。但因为稳态信号相对微弱，受外界因素及操作模式影响大，以至于在实际的工程应用中很难有效地提取故障信号。因此，看似简单易行但被实践证明是非常复杂的，这也是有些国家不选择中性点非有效接地方式的一个主要原因。但终究小电流接地系统有着无比的优越性，并在我国被大量应用，精确找准故障线路刻不容缓。[ ]

一个超高压、大容量、跨区域的庞大联合动力系统就是现代电力系统。配电网是一个包含许多不同电压等级的变压器、输电线路、电力负荷等设备的繁杂网络。在这种情况下，很难满足许多电力科研实验条件，另外为了系统的安全运行，进行实验也是不允许。所以电力系统的故障分析与稳定常常离不开仿真研究。目前小电流接地系统的仿真研究，选择计算机仿真程序建立数学模型，设置仿真参数进行仿真。因此，使用标准的数学模型与仿真参数一致，利用MATLAB程序作为仿真的同一平台，对小电流接地单相接地故障的分析，具有必定的现实意义。[ ]

第1章小电流接地系统接地故障的概况

1.1 本课题的产生背景及研究的意义

目前在世界各国配电网系统中绝大多数是小电流接地系统。单相接地故障经常出现在小电流接地系统中。系统产生单相的接地故障后，如果不形成短路，负荷的电流将大于接地短路电流，故障相的对地电压和非故障两相的相电压变化，不过线电压却不会因此改变，所以对向住户一直供电没有任何变化。因为这样提升供电的牢靠性，并且改良设施和保证人身安全、使电磁干扰下降等是小电流系统应该做的。[ ]