配电系统馈线整体化暂态保护与分布智能故障定位的研究

【摘要】：根据国内外小电流接地系统运行中急需解决的关键问题和难点,本论文对配电系统馈线整体化暂态保护与分布智能故障定位进行了研究。它是在小波分析与智能原理融合原理的基础上,对馈线单相接地和多相故障的电流保护、单相和多相的故障测距作了全面的、系列化的创新性研究,取得突破性进展; 为推动配电系统自动化水平和供电可靠性的提高作了有益的工作。 在对非有效接地系统中单相接地故障暂态过程形成机理及其分布特征研究的基础上,从理论上分析馈线三相电流暂态分量间的分布规律及其关联特征。创造性的研究有:以相电流暂态分量(TCC)作为接地故障保护的基本依据; 以小波分解提取相TCC单一或组合特征频带的测度值; 基于故障相与非故障相的特征频带测度理论比值,构造单相接地故障理论性判据准则的保护新原理; 以组合复小波提取相TCC之间相对相位关联特征的单相接地故障保护新原理。所提出保护原理可适用于任何非有效接地配电系统; 不受系统运行方式、系统和馈线参数的影响; 与负荷运行性能、不对称性无关; 不受过渡电阻、故障距离、故障瞬时角等不确定因素的影响; 摈弃了保护动作阀值的概念,无须整定计算; 能融于分布式间隔单元,无须专用选线装置; 保护的快速动作和重合方式能大大提高供电可靠性。因此,该保护具有高灵敏度、高可靠性、强自适应性、通用性强的优良性能。研究成果具有突出创新意义,突破了多个研究难点,具有高的理论意义和实用价值。 在保护新原理研究的基础上,对馈线故障测距做了进一步研究,研究了基于正交小波包分解提取特征频带测度矢量和神经网络相融合的单相接地故障测距系统,创造性地解决了提高故障测距精度两个突破性关键问题:以非故障相的暂态电流分量作为故障测距信号的基本依据,不同于广泛依据故障相的信息作为故障测距的基本依据; 获得故障瞬时角度影响故障测距的规律性,提出修正原理和方法。对带分支馈线的单相接地故障测距首次提出相同参数下的等值长度直配线归算分析法。 基于目前馈线多相故障保护原理及其运行经验,为了提高馈线保护的动作速度和保护范围,创造性提出以小波测度概念构造电流速断保护的新原理。充分利用暂态电流分量助增作用来扩展保护范围和提高灵敏度,改善保护性能是具有好的实用价值。 根据配电网多相故障测距研究中存在的问题,创造性地提出以特征频带测度矢量的多级分布式神经网络测距模型:首级为过渡电阻检测NN模型; 次级为以过渡电阻划分区段的分布式角度修正的测距NN模型。大量仿真证明其有效性和正确性,测距精度较高,该研究具有高的理论意义和实用价值。