20kV配电网自适应继电保护的研究

摘要

随着电力负荷密度的不断提高,10 kV 的配电网的供电能力已难以适应配电网发展的需要,将现有10 kV配电网设施升压为20 kV的技术改造,经技术经济论证是可行的,并且一些试点城市或地区已经投入运行,配电网采用20 kV电压等级是发展的必然趋势,也是市场的需求。在对配电网电压等级进行升级改造的同时,用户对配电网继电保护的要求也随之提高,常规的继电保护已经暴露出很多缺陷,如运行方式及故障类型的变化会降低保护性能等,而自适应继电保护却可以克服传统速断保护存在的缺点,它能够根据负荷大小、运行方式、故障类型的变化而实时改变保护动作的整定值,明显的扩大保护范围,从而使保护达到最佳状态。
　　首先,本文介绍了20 kV配电网和自适应继电保护技术的国内外发展现状及趋势,采用了基于相电流差故障分量的自适应电流速断保护理论,并对传统继电保护和自适应继电保护进行了理论分析与比较,结果表明,自适应继电保护不仅能够自动适应电网运行状况的变化,而且比传统继电保护有着更为广泛的保护范围。文中详细地阐述了与自适应继电保护理论相关的数据处理方法,本文选取了具有滤波作用的傅里叶级数算法进行数据采集、处理。
　　其次,本文利用MATLAB/Simulink仿真软件,建立了20 kV配电网的仿真模型,在此模型中对基于相电流差故障分量的自适应继电保护算法、自适应电压保护、传统电压、电流保护进行了仿真,仿真结果与文中的理论分析结果一致。
　　本文对20 kV配电网各种接地方式进行了简要介绍,建立了系统发生单相接地故障时,系统采用小电阻接地、不接地和经消弧线圈接地方式的仿真模型。仿真结果表明, 20 kV配电网经小电阻接地时系统需要零序电流保护。针对仿真结果对零序电流保护提出了改善意见。

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第一章 绪论

§1-1 选题的意义和背景

§1-2 20 kV配电网国内外的发展历程

§1-3 自适应继电保护的发展历程

§1-4 本文所做的工作

第二章 自适应电流速断保护

§2-1 传统电流速断保护

§2-2 自适应电流速断保护

§2-3 传统电流速断保护与自适应电流速断保护的比较

§2-4自适应电流速断保护的动作分析

§2-5 自适应电流保护理论分析的仿真验证

§2-6 本章小结

第三章 自适应电压速断保护

§3-1 传统电压速断保护

§3-2 自适应电压速断保护

§3-3 自适应电压速断保护与传统电压速断保护的比较

§3-4 自适应电压速断保护的动作分析

§3-5 本章小结

第四章 实时数据计算方法

§4-1 两点乘积法

§4-2 导数法

§4-3 傅里叶级数算法

§4-4 各种计算方法在仿真软件中的实现

§4-5 本章小结

第五章 20 kV配电网自适应继电保护动作性能仿真分析

§5-1 20 kV配电网仿真模型的建立

§5-2 电流速断保护的仿真

§5-3 电压速断保护的仿真

§5-4 本章小结

第六章 20 kV配电网接地保护研究

§6-1 20 kV接地保护方式介绍

§6-2 20 kV配电网各接地方式短路数据的仿真研究

§6-3 小电阻接地系统的零序保护

§6-4 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢