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《山东大学》 2005年
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配电系统电压跌落问题的研究

王宾  
【摘要】:电压跌落问题是目前工业化国家最重要的电能质量问题之一。配电系统故障发生率较大、电压跌落持续时间较长,严重地影响着低压用户的正常运行。因此本文主要面向配电系统电压跌落问题,研究了电压跌落的状态估计技术,探讨了电压跌落在配电系统中的特性及传播过程,并且从继电保护的角度提出了相应的评估方法和治理措施。主要工作有: (1) 首次提出了‘配电系统电压跌落状态估计’的新概念。并且基于最小二乘原理发展了一套实用的电压跌落状态估计算法(ISSE method),实现了对整个配电网络或者不同馈线之间的暂态电能质量优劣的评估。该算法充分考虑了配电系统电压跌落幅值曲线的电路特性,因此具有拟合精度高、速度快等特点。 (2) 提出了基于分界点树状结构的故障路径搜索方法。该方法以分界点为搜索节点、以馈线段为搜索半径大大地提高了搜索速度,也保证了较强的抗噪声能力。同时对故障路径末馈线段的逐点搜索也有效地解决了合理确定故障点的问题。 (3) 基于故障电流叠加原理,构造了电压跌落状态估计可观性分析的数学模型,合理地解决了部分故障路段不可观的问题。 (4) 指出了随着信噪比的递减,电压跌落状态估计误差呈二次函数递增的现象,并且构造了不良数据修正的数学模型。该模型的提出大大地提高了低信噪比情况下电压跌落状态估计的精度。 (5) 量化分析了110kV以下配电系统故障引起的电压跌落影响低压用户(400V)的两个主要因素:变压器接线方式以及中性点接地方式。指出了对于110kV网络,两相短路故障存在‘超越状态’,短路电流值较小,速断保护可能没有足够的灵敏度,需要后备保护来动作,大大地延长了电压跌落的持续时间,将带来严重的后果。针对35kV、10kV系统,提出了从电压跌落的角度来评价中性点接地方式的观点。量化分析了不同中性点接地方式配电系统的电压跌落水平,指出了中性点不接地系统、谐振接地系统能够提供较好的暂态电能质量水平。而中性点经小电阻接地系统,单相接地故障时线差电压趋向于畸变极小值,会带来严重的电压跌落。 (6) 分析了与低压用户密切相关的各项电能质量指标,针对目前的电能质量监测
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