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低压配电系统串联电弧故障实验研究与电弧性短路故障仿真分析

桂小智  
【摘要】:现代国民经济对电力供应的依赖性日益增大,低压配电系统的规模、容量也在不断地扩大,停电事故造成的后果和损失越来越严重,因而对电力系统的安全运行和供电可靠性提出了越来越高的要求。纵观每年全国的火灾事故统计,电气火灾事故一直是居于整个火灾事故首位,而由绝缘老化、接触不良等原因引起的电弧故障是引起电气火灾的主要原因之一。针对不能够有效地检测出低压配电系统中的串联电弧故障这个问题,论文通过由电弧发生器构成的串联电弧故障试验装置,对住宅与办公建筑低压配电系统典型负载回路中正常和存在串联电弧故障时的回路电流进行采集,提出了基于自回归模型参数的串联电弧故障的识别方法;针对目前没有有效的方法去评估低压配电系统中的单相电弧性短路故障,论文利用MATLAB/SIMULINK仿真软件建模的方法解决了该问题。具体工作如下: ①.建立能够实现对住宅与办公建筑低压配电系统回路中的串联电弧故障识别的3阶Burg自回归参数模型法,利用电弧发生器模拟低压配电系统中的串联电弧故障,通过大量的实验提出适用于住宅与办公建筑中的参考矢量,实验证明该方法的有效性,不仅实现对线性负载回路中的串联电弧故障的识别,而且实现对非线性负载及其组合回路中串联电弧故障的识别,解决低压配电系统中各种各样的非线性负载对串联电弧故障识别所带来的检测困难。 ②.对于低压配电系统中的单相电弧性短路故障,通过对现有的电弧数学模型进行研究,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对适用于低压配电系统的数学模型建模,建立能够反映任意低压配系统单相电弧性短路故障回路电流有效值的仿真模型,并基于此仿真模型分析以“金属性”预期短路电流评估电弧性短路故障的不足,而应该采用故障电弧电流有效值和电弧两端电压有效值。同时,根据低压断路器的电流—时间特性,分析电弧故障时保护可能出现的动作延迟现象,提出在对低压配电系统进行设计、安装时,利用该仿真模型计算电弧性短路故障回路电流的重要性。


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