10kV输电线接地故障仿真平台设计(论文)
中文摘要
在我国低压配电网大都采用中性点不接地方式运行，在分支繁多、接线复杂的树状配电网中，单相接地故障是发生机率最高的一种故障。虽然发生单相接地故障，但线路的线电压不变，对负荷连续供电没有多大影响，所以规程允许中性点不接地系统在发生单相接地故障后继续运行1～2 h，不必立即跳闸。但是单相接地后，其他两相非故障相电压升高 倍，尤其是弧光引起的过电压极易造成两相或三相短路事故，长时间弧光电流引起局部过热，则可能导致架空线路烧毁，所以应迅速查找并排除接地点，提高系统的供电可靠性。由于单相接地故障情况复杂，接地电流小，给单相接地故障的探测带来了很大的难度。
本文详细介绍了中性点不接地系统的特点，利用MATLAB构建一个10kV的中性点不接地的配电系统，进行故障仿真实验，并对各种故障情况作了大量的仿真，充分研究了10kV接地故障的各种特点,因此，本文所得的结论对与中性点不接地系统发生单相接地短路的监测和故障排除具有重要的参考价值。
关键词：单相接地故障，中性点不接地系统，故障相，MATLAB仿真软件
Abstract
Neutral non-effectively grounded systems and resonant grounded systems are widely adopted in power distribution networks in China, and the phase-to-earth fault happens most frequently in power distribution networks. Since the line voltage is still symmetrical under fault conditions, the systems can keep operating for one or two hours. However long-time earthing operation will result in two-point, more seriously, multipoint earthing fault as well as ground arcing fault caused over voltage. It will destroy the systematic safe operation. Thus how to detect the fault line quickly and accurately is an important issue in power system protective relaying, which has not been solved completely. [版权所有：http://DOC163.com]
This article introduced in detail the neutral point earth system characteristic, does not construct the electrical power distribution system using MATLAB which 10kV the neutral point does not earth, carries on the breakdown simulation experiment, and has made the massive simulations to each kind of breakdown situation, has fully studied 10kV earth fault each kind of characteristic, therefore, the this article obtained conclusion to does not have the monitor and the trouble shooting with the neutral point earth system which the single-phase earth short-circuits has the important reference value.
Key words：Single-phase earth fault, neutral point earth system, breakdown, MATLAB simulation software
目 录 18000字
1 第一章绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 电力配电网故障概述 1
1.3 10kV输电线在电力系统中的应用 2 [来源：http://Doc163.com]
1.4 国外研究现状 2
1.5 本章小结 3
2 第二章中性点不接地系统 5
2.1 电力系统的各种接地方式介绍 5
2.1.1 中性点直接接地 5
2.1.2 中性点不接地 6
2.1.3 经消弧线圈接地方式 6
2.1.4 中性点经电阻接地方式 7
2.2 各种接地方式的应用情况 8
2.3 中性点不接地系统构成 9
2.3.1 中性点不接地系统的优缺点 9
2.3.2 中性点不接地系统正常运行时的对地电容电流 10
2.3.3 中性点不接地系统单相故障的特征分析 12
2.4 电力系统中的谐波 19
2.4.1 电力系统中谐波的来源 19
2.4.2 谐波的危害 19
2.5 本章小结 21
3 第三章小电流接地系统单相接地故障仿真 23
3.1 仿真工具的选择 23
3.1.1 仿真工具的比较 23
3.1.2 MATLAB的认知 26
3.2 仿真实验系统 28
3.2.1 各元件的MATLAB建模 28
3.3 基于MATLAB的小电流接地系统模型 32
3.4 仿真参数设置 32
3.5 故障仿真 33
3.5.1 单相接地故障的仿真理论基础验证 34
3.5.2 过渡电阻的大小和零序电流的关系 38
3.5.3 故障位置对电压电流的影响 41
3.6 本章小结 44 [来源：http://Doc163.com]
4 结束语 45
4.1 全文结论： 45
5 参考文献 47
6 致谢 51
参考文献
[1]吴俊勇，徐丽杰等主编.电力系统基础.北京：清华大学出版社&北京交通大学出版社，2008
[2]杨岳主编.供配电系统.北京：科学出版社，2007
[3]E.Lakervi著.配电网络规划与设计.中国电力出版社
[4]《不同接地方式配电系统的单相接地故障仿真分析》陈亚《继电器》第33卷第5期2005年3月1日
[5]中性点不接地电网单相接地故障特征仿真研究与新结论蔡维,王华荣,刘承志,(西南交通大学电气工程学院,四川成都)电力自动化设备第26卷第2期2006年2月
[6]小电流接地系统两点单相接地故障选线的研究宋洪运,吕艳云非(武汉大学,湖北武汉430072)继电器第2005年5月16日
[7]电力系统谐波——基本原理、分析方法和滤波器设计PowerSystemsHarmonicsFundamentals,AnalysisAndFilterDesign（奥地利）GeorgeJ.Wakileh著机械工业出版社2003年8月
[8]电力系统分析理论刘天琪邱晓燕编著科学出版社2005年2月 [资料来源：http://Doc163.com]
[9]谐波抑制和无功功率补偿王兆安杨君刘进军编著机械工业出版社电气自动化新技术丛书1998年9月
[10]电力系统谐振接地，要焕年、曹梅月著，中国电力出版社2000年7月
[11]电力电子技术与MATLAB仿真，周渊深主编，中国电力出版社2005年12月
[12]电力电子电路的计算机仿真，陈建业编著，清华大学出版社2003年10月
[13]电力系统继电保护，陈生贵主编，重庆大学出版社2003年5月
[14]王祖光.微机小电流接地系统接地选线装置.电力系统自动化.1993
[15]郭鸿，周有庆.小接地电流系统单相接地故障选线研究.全国高校电力系统及其自动化专业第十届年会论文集，上海，1994:P601-605
[16]吴竟昌.电力系统谐波.水利电力出版社，1988.7
[17]任元，陈保喜.电网各电压等级的谐波电压.中国电力.1994.8:pp38-40
[18]陆延信.供电系统中的谐波分析测量与抑制.机械工业出版社，1990,8
[19]马定林.电力设备.水利电力出版社，1994
[20]北京供电局用电管理处.实用电工问答.水利电力出版社，1982
[21]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理(第三版).北京:水利电力出版社.1994.
[22]郝玉山，杨以涵.小电流接地微机选线的群体比幅比相原理.电力情报，1994(2). [资料来源：www.doc163.com]
[23]刘宇，申东日.小电流系统单相接地选线的两种新思路.继电器，1998,26(4).
[24]桑在中，张慧芬等.小电流接地系统单相接地故障选线测距和定位的新技术.电网技术，1997,21(10)
[25]吴玲，小电流接地系统单相接地故障选线方法，山东大学硕士学位论文，2003年4月
[26]徐致伟，电力配电网接地故障检测的研究，哈尔滨工业大学硕士学位论文，2002年7月
[27]孟润泉等:五次谐波检测原理及其在矿井高压电网单相接地保护中的应用，工矿自动化，2004年第3期
[28]SuQianli;DongXinzhou;ShiShenxing;SuBin;HeJiali;
Anewprincipleoffaultlineselectionfordistribution
DevelopmentsinPowerSystemProtection,2001,SeventhInternationalConferenceon(IEE)9-12April2001Page(s):379–382
[29]FaultLineSelectionBasedonZeroSequencePowerDirectionofTransientFundamentalFrequencyinMVNetworkGroundedwithArcExtinguishingCoil
LuoJian;HeJianjun;ZhaoHongwei;YangHua;ZhangJie;LiuLei;WangRui;
PowerSystemTechnology,2006.PowerCon2006.InternationalConferenceonOct.2006Page(s):1-4
[30]Anovelfaultlineselectionalgorithmofsingle-phasegroundfaultsinungroundedneutralsystemusingwaveletstransformShuHong-chun;XiaoBai; [资料来源：http://Doc163.com]
PowerSystemTechnology,2002.Proceedings.PowerCon2002.InternationalConferenceonVolume4,13-17Oct.2002Page(s):2532-2536vol.4DigitalObjectIdentifier10.1109/ICPST.2002.1047242
[31]ResearchonthenovelcomprehensivefaultlineselectionmethodfortheNUGSbasedonthefuzzytheory
ZhichengZhou;JunjiaHe;XiangLi;YunpingZou;
PowerSystemTechnology,2006.PowerCon2006.InternationalConferenceonOct.2006Page(s):1-6DigitalObjectIdentifier10.1109/ICPST.2006.321617
[资料来源：http://Doc163.com]