《基于simulink的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障仿真研究》15000字（論文）

前言電力系統(tǒng)是將發(fā)電，轉(zhuǎn)換，輸電，配電，供電，設(shè)備和技術(shù)統(tǒng)一成一個(gè)整體的系統(tǒng)，通過一系列的轉(zhuǎn)換可以將各種一次能源轉(zhuǎn)換成電能。在金國發(fā)電廠發(fā)電后，通過各個(gè)級別的輸電網(wǎng)配電網(wǎng)以及各種傳輸線路將其輸送到用戶的家中。配電網(wǎng)有許多等級的電壓，一般為6-66kV，當(dāng)電壓等級高于110kV時(shí)他就是輸電網(wǎng)絡(luò)了。正是有了輸電網(wǎng)絡(luò)和配電網(wǎng)絡(luò)，電能才可以順利進(jìn)入到千家萬戶中。配電網(wǎng)絡(luò)一般為一個(gè)電力系統(tǒng)的終端，他直接和用戶的家庭相連接。接地一般與系統(tǒng)的中性點(diǎn)相關(guān)，一般接地有四種類型：經(jīng)消弧線圈接地，低阻接地，高阻接地以及中性點(diǎn)不接地[1]。小電流接地系統(tǒng)在我國配電網(wǎng)中最為常見，電壓等級在6-66kV，我們往往采用在中性點(diǎn)處連接一個(gè)消弧線圈的方法接地。當(dāng)一個(gè)電力系統(tǒng)非直接接地時(shí)，其接地的電流一般都是很小的，因此我們將其稱為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。根據(jù)電力系統(tǒng)以往的統(tǒng)計(jì)來看，在我們國家的電力系統(tǒng)中，因?yàn)楦鞣N不定因素產(chǎn)生的故障大多數(shù)為單相接地故障，他在所有故障發(fā)生的總數(shù)中大約占了80%，可以說是十分常見的故障了。在一個(gè)不接地系統(tǒng)中如果發(fā)生單相接地故障，我們可以發(fā)現(xiàn)其對低電流很小無法構(gòu)成通路。即使這個(gè)故障是一個(gè)永久性故障，我峨嵋你可以發(fā)現(xiàn)故障時(shí)三相線電壓是對稱的，大小和相位也是恒定的，并且故障相接地電壓變?yōu)榱?，因此他不會影響一個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。但是為了防止一個(gè)很小的單相接地故障發(fā)展成更復(fù)雜的故障類型，我們需要及時(shí)找到故障并將其清除。通過國內(nèi)外各位學(xué)者專家的研究。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，我們大多數(shù)選擇檢測故障電路的穩(wěn)態(tài)信號。然而穩(wěn)態(tài)信號非常弱，并且由于外部的各種因素很難進(jìn)行良好的測量。此外，配電網(wǎng)在實(shí)際的電力系統(tǒng)中是十分復(fù)雜的，當(dāng)我們分析一個(gè)配電網(wǎng)，特別是分析其故障特性時(shí)我們需要考慮很多的因素，如：系統(tǒng)中性點(diǎn)的補(bǔ)償程度，故障發(fā)生的位置，每一條線路的長度等等。由于情況的不同故障的發(fā)生也是多種多樣的。因此，為了避免無法檢測到良好的信號，或者判斷不了信號的類型，一般不使用中性點(diǎn)不接地的方式在小電流接地系統(tǒng)中。但是，小電流接地系統(tǒng)具有獨(dú)特的優(yōu)勢，在國內(nèi)已經(jīng)有了很廣的應(yīng)用。因此，迫切需要準(zhǔn)確地找到故障線，避免因?yàn)楣收显斐傻膿p失[2]。電力系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，由于其危險(xiǎn)以及不確定性我們很難直接在一個(gè)電力系統(tǒng)中進(jìn)行各種檢測，而且也沒有合適的電力系統(tǒng)可以給我們使用。因此，在研究電力系統(tǒng)時(shí)我們常常采用的是利用仿真軟件進(jìn)行仿真。用Matlab軟件中的simulink建立一個(gè)多回路的線電流接地電力系統(tǒng)，并且根據(jù)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行各種參數(shù)設(shè)置，就可以模擬一個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行了，通過這種方法我們可以很好地完成任務(wù)[3]。目前，我國的電力發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模，在我國電網(wǎng)的運(yùn)行下可以給用戶提供很好的用電體驗(yàn)。而為了保證用戶的用電我們需要電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，在一個(gè)電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)的穩(wěn)定直接會影響用戶的用電質(zhì)量。在建設(shè)配電網(wǎng)時(shí)，又必須要考慮城市發(fā)展的規(guī)模、用電負(fù)荷規(guī)模等諸多因素。傳統(tǒng)配電網(wǎng)的建設(shè)已不能滿足其逐步發(fā)展的需要，對用戶的供電產(chǎn)生了很大的影響。針對這些問題，電網(wǎng)企業(yè)采取了一系列改進(jìn)措施，對配電網(wǎng)進(jìn)行了調(diào)整，使電網(wǎng)的建設(shè)能夠滿足高壓電網(wǎng)的發(fā)展需要，同時(shí)加大對配電網(wǎng)建設(shè)的投入，與用戶供電需求保持高度一致。綜合電力系統(tǒng)涉及的發(fā)電、輸電、配電等過程，需要與終端設(shè)備保持高度統(tǒng)一，采用智能控制模式，提高整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用效率。在滿足用戶用電需求的基礎(chǔ)上，合理的用電配置和輸電工藝才能取得較好的效果。1緒論1.1研究背景與意義在我國配電網(wǎng)系統(tǒng)中多采用小電流接地系統(tǒng)，接地方式多為不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式，在這種電路中如果發(fā)生單相接地故障，由于故障的發(fā)生無法在電路中構(gòu)成回路，因此他的電流很小，而且故障相的對地電壓變?yōu)?，非故障兩相的相電壓升高，線電壓沒有變化，所以對用戶的用電不構(gòu)成影響，這種情況下系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，可較好地提高電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，同時(shí)也提高了對設(shè)備和人身安全的保障。在發(fā)生單相接地故障時(shí)我們會發(fā)現(xiàn)故障大多可以自行恢復(fù)，繼續(xù)以正常情況運(yùn)行，但如果發(fā)生的故障是永久性故障時(shí)，故障就不會自動恢復(fù)了，這種情況下去過長時(shí)間運(yùn)行就可能使電路故障擴(kuò)大，為了避免造成跟嚴(yán)重的故障，引起大范圍的停電或經(jīng)濟(jì)損失，就需要我們及時(shí)將問題找到并清除，因此對小電流接地系統(tǒng)的仿真分析就變得異常關(guān)鍵了。然而由于在小電流接地系統(tǒng)中很難檢測到有特點(diǎn)的量，所以如何找到故障點(diǎn)就變得十分困難了，因此這也是電力系統(tǒng)中一個(gè)十分有意義的研究課題[4-5]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀為了減少單相接地故障對電力系統(tǒng)的危害，自從電力系統(tǒng)出現(xiàn)以來，各國的研究人員就對其進(jìn)行了大量的研究。第一次世界大戰(zhàn)期間，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式第一次被提出，當(dāng)時(shí)在我國的電力系統(tǒng)中都是采用這種方式，我國的電網(wǎng)電壓為35-220千伏，220千伏電網(wǎng)事故多發(fā)。通過一段時(shí)間的驗(yàn)證我們最后就不再使用經(jīng)消弧線圈接地的方式。在20世紀(jì)20年代中期至40年代中期，美國22-70千伏電網(wǎng)中性點(diǎn)直接接地比例高達(dá)72%，逐步取代了中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。英國66kV電網(wǎng)采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式，33kV及以下架空線路配電網(wǎng)逐步由中性點(diǎn)直接接地方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹行渣c(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式；意大利、加拿大、瑞典、日本和美國等國在中壓電網(wǎng)升壓運(yùn)行時(shí)，大多采用電網(wǎng)中性點(diǎn)直接接地方式[6-7]。1.3課題研究的主要內(nèi)容從新中國成立之初到上世紀(jì)80年代，中國逐漸取消其他電壓等級而逐步利用10kV代替。由于中國的電纜是從國外進(jìn)口，因此無法直接在我們自己的電力系統(tǒng)中使用，在大量測試后采用了低阻接地方式；從1987年起，廣州建成了一系列的變電所，在當(dāng)時(shí)的10kV電網(wǎng)系統(tǒng)中采用低阻接地系統(tǒng)。隨后，在我國大范圍的改建之后全國各地的各個(gè)等級的電力系統(tǒng)都開始采用低阻接地的方式[8]。20世紀(jì)90年代，我國對過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范（SDJ-79）進(jìn)行了修訂。在新規(guī)范中，當(dāng)3-10kV配電網(wǎng)單相接地電容電流大于10A時(shí)，中性點(diǎn)需經(jīng)消弧線圈接地。近年來隨著我們對外國的各種設(shè)備的進(jìn)口加大，使用哪種接地方式又出現(xiàn)了較大的爭議，由于各個(gè)國家接地方式不同我們無法直接在中國照搬。因此，關(guān)于接地的方式出現(xiàn)了較大的爭議。在一些大城市中已經(jīng)做出了許多的改變，利用低阻接地以來消除電弧接地過電壓，也有的改為高阻接地方式，利用高阻消除諧振接地過電壓的危險(xiǎn)。但是在電力系統(tǒng)研究圈中大部分人認(rèn)為應(yīng)該利用經(jīng)消弧線圈接地，可以利用消弧線圈補(bǔ)充容性電流，使故障發(fā)生時(shí)故障的電流較小，電壓恢復(fù)變慢，避免故障發(fā)生時(shí)發(fā)生的跳閘。為了驗(yàn)證各種猜想便有了本課題的研究[9]。1.4本論文主要內(nèi)容介紹本篇論文第一章引入論題，通過研究分析現(xiàn)在生活中電力系統(tǒng)的情況和國內(nèi)外研究水平提出本文論述的中心。第二章通過理論知識的論述在整體上介紹了電力系統(tǒng)的接地方式和各種方式下的穩(wěn)態(tài)暫態(tài)特性，為自己的研究提供理論依據(jù)。第三章介紹所用的仿真軟件，并詳細(xì)說明了建立的電力系統(tǒng)模型，并在自己設(shè)定的故障狀態(tài)下對系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。第四章由兩種接地系統(tǒng)的各種特性引出選線分析的問題，并引入小波分析的方法，先從論文上提供一個(gè)依據(jù)，之后利用理論依據(jù)結(jié)合仿真分析結(jié)果進(jìn)行選線分析。1.5本章總結(jié)本章在整體上介紹了中國電力系統(tǒng)的概況，闡述了本論文的由來，以及各國的研究現(xiàn)狀，并整體介紹論文內(nèi)容。2小電流接地系統(tǒng)介紹2.1電力系統(tǒng)各種接地方式電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)一般指發(fā)電機(jī)和變壓器的三相連接星形的中心點(diǎn)。電力系統(tǒng)的接地是多種多樣的，有接地的有不接地的，在接地中，也有許多種不同的接地方式，比如直接接地，低阻接地，高阻接地，經(jīng)消弧線圈接地。有關(guān)應(yīng)該如何接地一般被稱為電力系統(tǒng)的接地問題。根據(jù)電流大小電力系統(tǒng)的接地可分為兩種。大電流接地方式：中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地。小電流接地方式：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地。采用大電流接地方式的稱為大電流接地系統(tǒng)，而采用小電流接地方式的系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)[10]。2.2小電流接地系統(tǒng)兩種接地方式介紹2.2.1電力系統(tǒng)常見接地方式簡介在一個(gè)電力系統(tǒng)中如果電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻接地，我們將其稱作中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，即小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)的電流很小，無法構(gòu)成回路，而且三相之間的線電壓仍然不變，對用戶的用電沒有影響，因此在這種情況下可以繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，在此期間，其他兩相的對地電壓要升高倍，為了防止故障進(jìn)一步發(fā)展成更嚴(yán)重的事故，就應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號，以便工作人員可以迅速找到故障位置，采取措施對故障進(jìn)行清除。這也是采用中性點(diǎn)非直接接地運(yùn)行的主要優(yōu)點(diǎn)。在發(fā)生故障時(shí)，需要及時(shí)發(fā)出信號并指示檢修人員快速找到故障位置即可，不需要自行跳閘，但是如果發(fā)生的故障對人或者設(shè)備造成損傷危險(xiǎn)時(shí)，就需要其快速斷電以保護(hù)人員安全了，能完成這種功能的裝置就是接地選線裝置。2.2.2中性點(diǎn)不接地方式的介紹中性點(diǎn)不接地也就是中性點(diǎn)對地絕緣，這種系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，易操作，不用增加其他設(shè)備，經(jīng)濟(jì)便捷的特點(diǎn)，在農(nóng)村供電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。在這種情況下由于對地絕緣，電流較小不會構(gòu)成回路，因此電弧可以自動熄滅，同時(shí)故障相的對地電壓直接降到0，其余兩相的電壓升高到線電壓，從而不會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。故障時(shí)可繼續(xù)運(yùn)行1～2小時(shí)，這大大提高了供電系統(tǒng)的可靠性。但如果發(fā)生了永久性故障則不可以一直運(yùn)行下去，長時(shí)間運(yùn)行會使事故點(diǎn)擴(kuò)大。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖2-1所示。圖2-1最簡單網(wǎng)絡(luò)接線示意圖圖2-1所示的為中性點(diǎn)不接地的一個(gè)簡單系統(tǒng)。在正常情況下，三相對地的電容應(yīng)該是相同的，均為C，在相電壓的作用下，每一項(xiàng)的電容電流都是超前電壓90°的，并且流入大地，這三個(gè)電流的和為0。如果在某時(shí)刻發(fā)生A相單相接地，在接地點(diǎn)處A相對地電壓變?yōu)榱?，同時(shí)這個(gè)對地電容被短路，而其他兩相的對地升高倍，因此對地的電流也會增大倍，相量關(guān)系如圖2-2所示。圖2-2A相接地時(shí)的向量圖在故障發(fā)生時(shí)三相電壓和單相電流的不發(fā)生變化所以我們不對其進(jìn)行分析。在A相發(fā)生接地故障時(shí)，當(dāng)我們不考慮負(fù)荷電流和電容電流在線路中產(chǎn)生的影響，在故障時(shí)各相對地電壓可表示為: （2.1） 故障點(diǎn)k的零序電壓為: （2.2）同時(shí)在故障處由于非故障相造成的電流為: （2.3）其有效值為，其中為相電壓的有效值。由于在故障發(fā)生時(shí)故障處的A相電壓為零，所以其電流也為零，此時(shí)故障處的電流為BC兩相在故障處產(chǎn)生的電流，表示為。由圖2-2可見，其有效值為，他的值是正常時(shí)單相電流的倍。當(dāng)一個(gè)電力系統(tǒng)不是單一的線路時(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)在這個(gè)電力系統(tǒng)中的每一個(gè)發(fā)電機(jī)以及線路就有對地電容，以等集中電容來表示，當(dāng)線路Ⅰ中的A相接地后，其電容電流的分布用“→”表示。而在沒有發(fā)生故障的線路Ⅱ上，A相電流為零，B相和C相的電容電流時(shí)自己的，這樣我們可以得到電路的零序電流為: （2.4）參照圖2-2所示的關(guān)系，其有效值為： （2.5）當(dāng)電網(wǎng)中的線路很多時(shí)，上述結(jié)論可適用于每一條非故障的線路。圖2-3 單相接地時(shí)，用三相系統(tǒng)表示的帶內(nèi)容電流分布在一個(gè)電力系統(tǒng)中，我們可以發(fā)現(xiàn)在線路中BC兩相的對地電容電流為和，同時(shí)這個(gè)電源還產(chǎn)生其它的電流，因此，因此在故障相故障點(diǎn)處的電流時(shí)所有電流的和，之后在B相和C相流入對地電容中，此時(shí)從發(fā)電機(jī)出線端產(chǎn)生的零序電流還是應(yīng)為三相電流之和。由圖2-3可見，線路中的電流通過A相流入后會在通過B相和C相流出，有入有出的時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)其可以互相抵消，而只剩下發(fā)電機(jī)本身的電容電流，故: （2.6）其有效值，所以發(fā)電機(jī)自身的電流也就是零序電流。再來看故障線路I，在B相和C相上，有他們自生的電容電流和，在接地點(diǎn)要流回的電流時(shí)這兩項(xiàng)所有的電流，其值為： （2.7）有效值為： （2.8）式中為全系統(tǒng)每相對地電容的總和。A相上會有電流流回，因此，從A相流出的電流可表示為這樣在線路I始端所流過的零序電流則為： （2.9）其有效值為： （2.10）故障線路的特點(diǎn)是:故障線路中的零序電流，其數(shù)值等于全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之總和。圖2-4單相接地時(shí)的零序等效網(wǎng)絡(luò)及向量圖（a）等效網(wǎng)絡(luò);（b）向量圖圖2-4所示，所處單相接地時(shí)的零序電流網(wǎng)絡(luò)，在接地點(diǎn)有一個(gè)零序電壓，零序電流的產(chǎn)生是由于每一條線路都有對地電容，而在輸電線路中零序電阻遠(yuǎn)小于電容，這和直接接地系統(tǒng)是有很大的區(qū)別。利用圖2-4所示的零序等效網(wǎng)絡(luò)，可以很方便的計(jì)算出零序電流的大小和分布。總結(jié)以上分析的結(jié)果，可以得出中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后零序分量分布的特點(diǎn)如下:1）零序網(wǎng)絡(luò)由同級電壓網(wǎng)絡(luò)中元件對地的等值電容構(gòu)成通路，與中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)由接地的中性點(diǎn)構(gòu)成通路有極大的不同，網(wǎng)絡(luò)的零序阻抗很大。2）在電力系統(tǒng)中。無論何種接地方式，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，就會在故障發(fā)生出產(chǎn)生一個(gè)電壓，這個(gè)電壓大小與故障前一樣，但方向相反，因此線路就會產(chǎn)生一個(gè)零序電壓。3）在電路發(fā)生故障的地方，會形成一個(gè)零序電流，這個(gè)零序電流時(shí)所有線路的對地電容電流的和，而且其方向也可以知道，為從線路向母線流[11]。2.2.3中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式介紹通過一個(gè)消弧線圈將電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)和大地連接起來的方式為經(jīng)消弧線圈接地的方式。在電力系統(tǒng)以不接地方式運(yùn)行時(shí)如果其發(fā)生單相接地故障，那么接地點(diǎn)處的電流為整個(gè)系統(tǒng)對地電流之和，如果這個(gè)電流很大，就可能在空氣中形成一個(gè)電弧，當(dāng)電弧擊穿空氣時(shí)形成弧光電壓，這個(gè)電壓可能會使故障相對地電壓持續(xù)升高，如果這個(gè)電壓過高就有可能造成線路發(fā)生更大的故障。更重要的是，如果空氣中混入了可燃?xì)怏w還可能被弧光點(diǎn)燃，發(fā)生爆炸。如圖2-5，我們利用加一個(gè)消弧線圈的方式來解決這個(gè)問題，當(dāng)線路發(fā)生單項(xiàng)故障時(shí)產(chǎn)生的容性電流可以被消弧線圈產(chǎn)生的感性電流所抵消，這樣就可以防止產(chǎn)生弧光電流以及弧光電壓。因此，稱它為消弧線圈。圖2-5消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地時(shí)電流分布（a）用三相系統(tǒng)表示;（b）零序等效網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)被稱作諧振接地系統(tǒng)，消弧線圈在發(fā)生單相故障的電路中會產(chǎn)生感性電流，這個(gè)電流可以與系統(tǒng)的對地容性電流抵消，這樣就會使故障點(diǎn)的電流變得十分小，而且通過這個(gè)原理變小的電流就十分容易被消除，從而減少危險(xiǎn)。當(dāng)線路通過消弧線圈接地時(shí)，當(dāng)線路中電流被抵消之后百年的很小，經(jīng)過消弧之后電壓會緩慢恢復(fù)，由于消弧線圈的作用電壓恢復(fù)的速度變得緩慢，時(shí)間延長，可以有效避免接地電弧再次重燃而達(dá)到完全滅弧的效果。由此我們可以發(fā)現(xiàn)相比與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)來說中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)有更好的穩(wěn)定性。通過查找資料我們可以得到以下結(jié)論:在3~6kV電網(wǎng)中電流超過30A要設(shè)置消弧線圈，在10kV電網(wǎng)中電流超過20A要設(shè)置消弧線圈，在35~66kV電網(wǎng)中電流超過10A要設(shè)置消弧線圈。（1）單相接地的穩(wěn)態(tài)特點(diǎn)在系統(tǒng)未經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，其發(fā)生單相接地故障時(shí)的電流也會發(fā)生重大變化。如圖2-5所示，圖中就是一個(gè)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，假設(shè)在發(fā)生圖中所示的故障，我們會發(fā)現(xiàn)這個(gè)時(shí)候的電容電流沒有發(fā)生變化，但是我們同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了在現(xiàn)在的圖中多了一點(diǎn)電流，這就是消弧線圈的電流，因此這種情況下的總電流為： （2.11）全系統(tǒng)的對地電容電流為消弧線圈的電流如果我們用表示他的電容，則由于和的正好為兩個(gè)方向相反的電流，因此會因?yàn)橄【€圈產(chǎn)生的電流而減小。如圖2-5所示，為其零序電流圖。根據(jù)消弧線圈產(chǎn)生的電流對容性電流的抵消效果來看，我們可以將消弧線圈的補(bǔ)償分為三種：1）完全補(bǔ)償。完全補(bǔ)償就是指消弧線圈產(chǎn)生的電流可以完全抵消線路的對地容性電流。從電流安全以及經(jīng)濟(jì)的效果來看我們發(fā)現(xiàn)這是一種最好的方式，但是在實(shí)際生活這種方式還存在許多問題，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候電路可能因?yàn)檫@個(gè)發(fā)生諧振對電路造成影響。因此在電路中如果發(fā)生電壓偏移就有可能造成諧振，產(chǎn)生一個(gè)諧振高電壓對系統(tǒng)是不利的，根據(jù)電路所學(xué)的戴維南定理，當(dāng)L斷開時(shí)我們可以計(jì)算如下: （2.12）式中分別為三相電源電動勢;分別為三相對地電容。如圖2-6所示，在這種情況下會產(chǎn)生一個(gè)很大的零序電壓并且實(shí)在電容和電感之間。在這種情況下就可能會形成很大的電壓差，這在我們電力系統(tǒng)中是不被允許出現(xiàn)的，所以這種方式一般不被采用。圖2-6、產(chǎn)生串聯(lián)諧振的零序等效網(wǎng)絡(luò)2）欠補(bǔ)償。欠補(bǔ)償就是指消弧線圈產(chǎn)生的電流無法完全抵消線路的對地容性電流，在這種情況下依舊無法解決容易出現(xiàn)諧振的問題，因?yàn)樵谶@種情況下如果電容電流減小就可能變成完全補(bǔ)償，因此在實(shí)際生活中也不是被采用的方法。3）過補(bǔ)償。欠補(bǔ)償就是指消弧線圈產(chǎn)生的電流無法完全抵消線路的對地容性電流后還有剩余電流，此時(shí)電流為感性。這種方法不會發(fā)生諧振問題，所以常被使用，的多少常用P來表示，其關(guān)系為: （2.13）一般選擇過補(bǔ)償度P=5%~10%，而不大于10%。通過以上分析我們可以得知:當(dāng)我們采用過補(bǔ)償方式時(shí)流經(jīng)短路點(diǎn)的電流使消弧線圈的電流和對地容性電流的和，由于方向不同所以為抵消效果，而在這種情況下的故障電流的方向與正常時(shí)的一樣所以我們無法通過電流的方向來判斷故障發(fā)生的位置。（2）單相接地過渡過程的特點(diǎn)上面我們進(jìn)行了一系列有關(guān)電路穩(wěn)態(tài)情況下的分析，但是在穩(wěn)態(tài)情況下我們發(fā)現(xiàn)測量值都是十分小的，很難辨別出來到底故障發(fā)生在哪里。而且無法利用電流方向和功率方向判斷故障。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)我們無法從穩(wěn)態(tài)情況下得到明顯狀況，因此有人提出利用暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行分析，由于在暫態(tài)情況下其電容電流的暫態(tài)分量會變得非常大，因此對暫態(tài)的分析成為了當(dāng)今研究的熱點(diǎn)，由于本文以穩(wěn)態(tài)分析為主，因此不做過多的論述。2.3兩種接地方式的比較表2-1兩種接地系統(tǒng)的比較系統(tǒng)類型中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)接地電流大大觸電危險(xiǎn)性大小單相電弧接地過電壓最高較高單相接地保護(hù)較難難對通信的影響小小鐵磁諧振過電壓高高操作過電壓最高高保護(hù)接地的安全性電流大時(shí)危險(xiǎn)較為安全通過兩種不同接地系統(tǒng)進(jìn)行分析之后我們可以得到：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中具有較高供電可靠應(yīng)，但同時(shí)對絕緣的要求也是非常的高，而且對人身安全可能造成較大的損傷；與之相比在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中利用消弧線圈進(jìn)行滅弧具有較好的安全性，相對安全。2.4本章總結(jié)本章簡單介紹了兩種接地系統(tǒng)，并且結(jié)合簡單模型對兩種模型進(jìn)行特性分析，并且對各個(gè)模型進(jìn)行分析得到各種電流圖，結(jié)合相關(guān)公式進(jìn)行推導(dǎo)，最后對兩種接地系統(tǒng)進(jìn)行對比分析。3小電流接地系統(tǒng)MATLAB建模與分析3.1MATLAB在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用目前在電力系統(tǒng)分析中比較常見的仿真軟件主要以PSASP和Matlab，PSASP主要應(yīng)用于對暫態(tài)過程的分析，Matlab功能相對來說更加全面，而且我們這一次的仿真以穩(wěn)態(tài)分析為主，因此我們利用Matlab進(jìn)行分析更好。在Matlab中我們利用simulink可以建立仿真模型，通過設(shè)置各個(gè)參數(shù)可以模仿生活中的電力系統(tǒng)，同時(shí)通過示波器和變成可以得到我們所以要的各種參數(shù)。1984年，美國MathWorks軟件公司對市場進(jìn)行分析之后開發(fā)出Matlab，Matlab在經(jīng)過了許多年的改變現(xiàn)在已經(jīng)變成了十分全面的一款軟件，經(jīng)過不斷地改進(jìn)他現(xiàn)在可以進(jìn)行數(shù)值處理、圖像處理、文字處理、信號處理、符號處理等在仿真的方面也設(shè)計(jì)成了好用的動態(tài)分析仿真，更貼近日常的生活，至今應(yīng)盡成為理工科必學(xué)必會的一款軟件。Simulink為Matlab的一個(gè)十分重要的功能主要用于動態(tài)系統(tǒng)的仿真，里面的元件庫幾乎涉及了現(xiàn)在社會上所有的系統(tǒng)，因此是一個(gè)功能強(qiáng)大的模塊，而且可以和Matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)交互方便我們處理數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)[13]。3.2小電流系統(tǒng)模型構(gòu)建3.2.1系統(tǒng)原件介紹表3-2元件介紹對照表[14-16]元件名稱元件介紹三項(xiàng)電壓源三相電壓源是電路設(shè)計(jì)中最常用的電路組件，位于電源庫中。可以輸出我們需要的電壓。輸電線原件傳輸線路組件位于線路組件庫中。電力系統(tǒng)仿真中使用的傳輸線可以根據(jù)實(shí)際情況改變線路參數(shù)，以滿足電路要求。三相負(fù)荷元件三相負(fù)載組件位于線路組件庫中，可以將實(shí)際生活中的電路負(fù)載表示出來。三相電路短路故障發(fā)生元件三相電路短路故障組件位于電路組件庫中。通過參數(shù)的設(shè)置可以對電路設(shè)置各種我們需要的故障類型。電路測量元件三相電壓和電流測量組件位于電路測量儀器組件庫中。用于測量在一個(gè)電路重的電壓與電流信號，并將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，類似互感器的作用。萬用表萬用表組件位于電路測量儀器組件庫中?？梢詼y量電路中的任意位置電壓電流等數(shù)據(jù)。3.2.2中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的仿真及計(jì)算如圖3-1，我們通過Simulink利用上面的這些元件建立一個(gè)10kV的電力系統(tǒng)。圖3-1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真模型如圖3-2所示，在我們建立的模型中，電源采用“Three-phasesource”電壓源模型，輸出電壓為10.5kV，其內(nèi)部連接設(shè)置為Y形，圖3-2三相電壓源參數(shù)設(shè)置如圖3-3所示，我們設(shè)置的電力系統(tǒng)中共有四條線路，每一條都是10.5kV,在仿真時(shí)采用"Three-phasePISectionLine"線路模型:線路的長度我們設(shè)置為130km、175km、1km、150km四個(gè)長度，其它參數(shù)不變。圖3-3輸電線路參數(shù)設(shè)置在我們實(shí)際生活中，1010kV配電網(wǎng)系統(tǒng)的單回傳輸容量大多為0.2-2MVA，而且長度不易過程，在這里我們?yōu)榱俗寣?shí)驗(yàn)結(jié)果更加的明顯我們適當(dāng)?shù)脑龃罅怂拈L度。如圖3-4所示，本仿真中的三條線路均采用"Three-phaseSeriesRLCLoad"電路模型，其有功負(fù)荷分別設(shè)置為1MW、0.2MW、2MW，其它參數(shù)相同。圖3-4線路負(fù)荷參數(shù)設(shè)置如圖3-5所示，我們在電力系統(tǒng)中需要設(shè)置一個(gè)故障，我們將這個(gè)故障設(shè)置為單相接地故障，接地相為A相，故障發(fā)生在0.04s且整個(gè)過程中故障不清除，故障發(fā)生的位置在line3出段1km處。圖3-5故障模塊參數(shù)設(shè)如圖3-6所示，在電力系統(tǒng)中的各個(gè)線路始端設(shè)置此模塊，此“三相V-I測量模塊”可以將測量到的電信號轉(zhuǎn)化成我們需要的信號，以便分析處理，等效于電壓和電流互感器。圖3-6三相電壓電流測量模塊參數(shù)設(shè)置根據(jù)以上的數(shù)據(jù)設(shè)置可以進(jìn)行簡單計(jì)算求解短路時(shí)的零序電流有效值為： （3.1）同理可得接地點(diǎn)的電流為3.2.3中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的仿真及計(jì)算如圖3-7，我們在已經(jīng)建立好的電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將電力系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)通過消弧線圈接地，其它參數(shù)不變，即為經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的仿真模型。圖3-7中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的仿真模型為了使電路可以滿足全補(bǔ)償，需要滿足： （3.2）式中，為消弧線圈電感，為系統(tǒng)三相對地電容總和。根據(jù)我們設(shè)置的線路參數(shù)，可求得：因此我們可以計(jì)算出以下結(jié)果：由上面的分析我們可以發(fā)現(xiàn)想要避免諧振對電路的影響我們需要采用過補(bǔ)償?shù)姆绞皆O(shè)置消弧線圈的大小，這里我們設(shè)置過補(bǔ)償?shù)腜=10%，通過計(jì)算我們可以得到消弧線圈的大小為：L=0.8697H。如圖3-8所示，通過上面的說明，我們可以設(shè)置消弧線圈的參數(shù)。圖3-8消弧線圈參數(shù)設(shè)置3.3仿真結(jié)果與分析我們對設(shè)置的電力系統(tǒng)進(jìn)行仿真，設(shè)置離散型算法，仿真整體時(shí)間為0.2秒，設(shè)置采樣0.0001秒，利用Powergui模塊完成要求。在line3出口1km處設(shè)置A相接地故障，故障發(fā)生時(shí)間是0.04秒，假設(shè)繼電保護(hù)裝置不清除故障。3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的仿其結(jié)果與分析運(yùn)行中性點(diǎn)不接地故障并且測量各個(gè)參數(shù)可以得到以下分析結(jié)果圖3-9AB線電壓波形圖圖3-10BC線電壓波形圖圖3-11CA線電壓波形圖首先我們測量故障線路AB、BC、CA相的線電壓如圖3-9、圖3-10、圖3-11所示；通過三個(gè)波形圖我們可以發(fā)現(xiàn)在發(fā)生故障時(shí)線電壓沒有明顯變化。所以我們可以得到結(jié)論，單相短路不會使線電壓發(fā)生變化圖3-12A相電壓波形圖圖3-13B相電壓波形圖圖3-14C相電壓波形圖我們又對故障線路的A、B、C三相相電壓進(jìn)行的檢測分析，結(jié)果如圖3-12、圖3-13、圖3-14所示。通過三相電壓的波形圖我們可以看到在0.04s發(fā)生A相接地故障后，A相對地電壓變?yōu)榱?，B、C兩相對地電壓升高為之前的倍。由此我們可以得到相電壓會發(fā)生變化，并且通過變化的大小就可以判斷故障發(fā)生的地方。圖3-15零序電壓波形圖電流（A）電流（A）圖3-16Line3零序電流電流（A）電流（A）圖3-17Line2零序電流電流（A）電流（A）圖3-18Line1零序電流電流（A）電流（A）圖3-19接地點(diǎn)電流通過觀察波形圖我們可以得到三條輸電線路電流和對地電流：以這個(gè)數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行比較我們可以發(fā)現(xiàn)誤差在3%以內(nèi)。根據(jù)中性點(diǎn)不接地仿真結(jié)果的波形圖，可以看出，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障之前，線路中沒有零序電壓和電流，零序電壓和電流僅在故障發(fā)生后存在。零序電壓是故障之前的相電壓。發(fā)生故障后，相對于接地電壓的故障為零，相對于接地電壓的無故障上升至線電壓。線路越長，對地電容越大，電容電抗越小，并且接地電流越大，從而導(dǎo)致非故障相的零序電流的幅度隨線路長度的增加而增加。故障電路的零序電流等于非故障組件接地的總電容電流。3.3.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的仿真結(jié)果與分析在不改變?nèi)魏螀?shù)的情況下對中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，設(shè)置一樣的仿真時(shí)間、采樣時(shí)間和故障。對經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)仿真模型仿真之后，對其電壓數(shù)據(jù)采集之后與中性點(diǎn)直接接地的數(shù)據(jù)對比我們發(fā)現(xiàn)其沒有明顯區(qū)別，線電壓不變，故障相電壓變?yōu)?，而其他兩相電壓增大，而零序電壓我們通過對比也發(fā)現(xiàn)沒有變化，在未發(fā)生故障時(shí)，零序電壓沒有，故障發(fā)生后會出現(xiàn)正弦波樣式的零序電壓。電流（A）電流（A）圖3-20Line3零序電流電流（A）電流（A）圖3-21Line2零序電流電流（A）圖3-22Line1零序電流電流（A）電流（A）電流（A）圖3-23經(jīng)過消弧線圈的電流電流（A）電流（A）圖3-24接地點(diǎn)電流從上述波形可以看出，在消弧線圈接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障后，由于消弧線圈的電感電流補(bǔ)償了電網(wǎng)的接地電容電流，因此故障點(diǎn)處的接地電流大大減少了。無故障線路的零序電流仍然是其容性電流。零序電流比零序電壓超前90°。電容性電流的實(shí)際方向是線路的母線，與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)相同。但是，故障線路的零序電流大于其電容電流，并且電容電流的實(shí)際方向是從總線到線路。在這種情況下，不能通過電流的方向來判斷故障線，并且難以通過零序電流來找到故障線。通過消弧線圈系統(tǒng)的接地電流波形圖，將中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地電流波形圖與中性點(diǎn)進(jìn)行比較，可以直接看出，不加消弧線圈，安裝消弧線圈后，故障點(diǎn)接地電流恢復(fù)并穩(wěn)定在30A左右。由于消弧線圈的補(bǔ)償作用，在接地電流穩(wěn)定后，故障點(diǎn)接地電流下降到約5A，這降低了故障點(diǎn)處電弧重新點(diǎn)火的可能性，并減小了電弧接地的值和接地值過電壓。持續(xù)時(shí)間，從而減少對設(shè)備的損壞并確保電源的可靠性。3.4本章總結(jié)本章介紹了matlab的簡單應(yīng)用和simulink在電力系統(tǒng)仿真中的作用，通過建立兩種模型，先介紹用到的元器件以及參數(shù)設(shè)置，其次通過仿真對兩種接地系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行提取分析，得到一系列結(jié)論。4基于小波分析的接地故障選線分析4.1小波分析基本理論目前，小波變換方法在信號處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它的窗口形狀更靈活。時(shí)間窗和平板鋁窗都是不固定的，但可以根據(jù)具體需要進(jìn)行調(diào)整。小波變換公式： (4.1)將其變換成頻率域得到： (4.2)小波是一種特殊的波形，其函數(shù)值在一定長度內(nèi)不等于零。下面將介紹基本小波的內(nèi)容。假定，將其進(jìn)行傅立葉變化可得，可得到如下公式： (4.3)此時(shí)，可以被稱為基本小波或小波生成函數(shù)。如果繼續(xù)縮放，就可以得到函數(shù)，其公式如下圖所示: (4.4)是小波函數(shù)的基函數(shù)。(1)連續(xù)小波函數(shù)假設(shè)存在一個(gè)函數(shù)，選擇一個(gè)小波母函數(shù)展開，得到連續(xù)小波變換公式。具體如下所示: (4.5)利用連續(xù)小波變換我們一樣可以構(gòu)造出,重構(gòu)公式我們可以表示成如下的形式: (4.6)由上式可知，小波變換包含整數(shù)運(yùn)算，是小波變換的結(jié)果，即小波變換系數(shù)，在形式上與傅里葉變換相似。但本質(zhì)上確是不同的。在傅里葉基函數(shù)中只有頻率ω的因子，它通過正向變換過程轉(zhuǎn)化成一個(gè)頻域摘要。小波函數(shù)卻于此不同。他有T因子和A因子兩個(gè)可變因素，其中變量A因子與尺度擴(kuò)展有關(guān)，變量T因子與水平運(yùn)動有關(guān)。因此，通過小波變換將時(shí)域函數(shù)映射到時(shí)頻平面，便于更好地分析信號的細(xì)節(jié)。(2)離散小波變換小波變換系數(shù)時(shí)通過對原始信號進(jìn)行小波變換獲得，但是這個(gè)過程并不是完美的，他往往會產(chǎn)生許多無用的信息，為了避免這樣的信號我們在生活中需要采取方法將其去除。這種將無用信息去除只保留有用信息的方法我們稱之為離散小波，其公式表示為: (4.7)離散小波的系數(shù)如下： (4.8)重構(gòu)的公式如下： (4.9)已知、這時(shí)候如果我們進(jìn)行小波變換計(jì)算，具體公式如下： (4.10)所以我們發(fā)現(xiàn)時(shí)間軸平移的式子我們可以表示為： (4.11)4.2小波分析在小電流接地系統(tǒng)故障選線中的應(yīng)用4.2.1小波分析選線判據(jù)分析當(dāng)我們分析一個(gè)信號是我們首先要考慮的就是他突變的量，因?yàn)橥蛔兊牧勘容^明顯是重點(diǎn)應(yīng)該注意的信號。當(dāng)一個(gè)電路發(fā)生故障時(shí)，我們?yōu)榱说玫礁嗟男畔?yīng)該關(guān)注他的突變量，這些量可以給我們提供更多信息。針對本問題當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，我們會發(fā)現(xiàn)在發(fā)生故障時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)變化很明顯的值，這個(gè)值也就是我們需要考慮和采集的。這個(gè)時(shí)候電路的信號往往是緩慢變化的因此我們可以對其進(jìn)行分析，通常我們將這個(gè)信號稱為信號的奇異性。如果我們獲取的信號時(shí)不連續(xù)的，那么我們將他進(jìn)行多次求導(dǎo)之后會發(fā)現(xiàn)她還是不連續(xù)的這種信號就是奇點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)原理我們可以將電路中得到的信號進(jìn)行分類，判斷他是不是奇點(diǎn)信號。當(dāng)我們獲取到這些信號之后我們可以對其進(jìn)行分析，通過研究這些信號對典故的故障進(jìn)行判斷，一般不同的信號會對應(yīng)不同的故障。我們將采集到的信號進(jìn)行小波分析之后會發(fā)現(xiàn)我們可以更好的找到他奇異性的頻域范圍，這樣子更容易我們分析故障的情況與信號的對應(yīng)。奇異函數(shù)就是指這個(gè)函數(shù)在某處不連續(xù)，或者這個(gè)函數(shù)當(dāng)我們進(jìn)行多次求導(dǎo)之后得到的函數(shù)依舊不是連續(xù)的，這是我們一般通過Lipschitza來對信號進(jìn)行分析判斷他的奇異性，因此當(dāng)我們在故障信號的檢測中，我們可以通過Lipschitza對所取得的信號進(jìn)行處理，具體的處理方式如下:這里我們設(shè)n為一個(gè)整數(shù)切不小于0，設(shè)置一個(gè)參數(shù)a，且滿足條件，在設(shè)置一個(gè)代編兩個(gè)常數(shù)的值A(chǔ)，表示n次多項(xiàng)式函數(shù)。另外已知，并且存在滿足如下公式: （4.17）此時(shí)認(rèn)為函數(shù)在點(diǎn)是Lipschitza。當(dāng)全部xo∈(a,b)都滿足上式并且h∈(a,b)時(shí)，f(x)在(a,b)的Lipschitza具有一致性。函數(shù)的奇異性我們可以利用Lipschitza來進(jìn)行描述，當(dāng)我們設(shè)置不同的a的值的時(shí)候我們得到的結(jié)果函數(shù)也是完全不同的。當(dāng)我們判斷一個(gè)函數(shù)的奇異性時(shí)我們利用Lipschitza來判斷。并通過不同的小波函數(shù)分析尺度我們可以得到不同的小波分析函數(shù)。通過上面的分析我們可以知道，在我們收集到的信號中，突變發(fā)生的位置進(jìn)行小波分析后會變成小波函數(shù)的極大值點(diǎn)。通過這個(gè)特點(diǎn)我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們判斷一個(gè)電力系統(tǒng)的故障時(shí)我們只需要提取他的各種有突變量的信號，當(dāng)我們利用這些信號進(jìn)行小波函數(shù)分析時(shí)我們就可以得到具有奇異性的信號，通過這些更明顯的信號我們可以得到很多的分析數(shù)據(jù)，從而判斷出故障的位置等信息。4.2.2小波分析選線過程分析上面我們對小波分析的原來進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并且簡單介紹了其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用以及我們經(jīng)常用到的奇異性的判斷方法，具有十分廣闊的前景和研究價(jià)值。在本文我們建立的系統(tǒng)中我們發(fā)現(xiàn)可以通過其他的各種電力系統(tǒng)短路特性差異進(jìn)行一些簡單的判斷，對于一些我們無法判斷的問題時(shí)，我們需要用到小波分析的奇異性來得到更多的信息，此時(shí)，我們需要獲取接地故障電路的暫態(tài)變量并將其進(jìn)行小波分解，得到小波函數(shù)圖，通過小波分析我們可以得到判斷一個(gè)電力系統(tǒng)往往有下面三個(gè)步驟：首先，利用小波分析出來的波形圖，通過產(chǎn)生最大波動處的時(shí)間可以得到故障發(fā)生的時(shí)間。其次如果發(fā)現(xiàn)一條線路的暫態(tài)零序電流方向與另一條線路的電流方向相反，且相應(yīng)的模極大值最大，則可以判斷該線路為接地相；然后根據(jù)前兩個(gè)判斷的依據(jù)我們就可以綜合分析出故障發(fā)生的線路了。4.3接地故障選線分析仿真與分析4.3.1基于小波分析的故障判斷當(dāng)故障發(fā)生之后可以我們需要對故障的以下參數(shù)進(jìn)行判斷以便我們可以快速的找到線路發(fā)生的問題以及提出解決方案，1故障發(fā)生的時(shí)間、2故障的接地相、3故障發(fā)生的位置。為了解決選線問題結(jié)合第三章的短路特性分析以及小波分析原理我們可以進(jìn)行以下判斷：我們通過對短路發(fā)生時(shí)各個(gè)線路發(fā)生故障時(shí)的零序電流小波分析，如圖4-1所示；圖4-1各線路小波分析圖通過對圖的分析可以發(fā)現(xiàn)在0.04s時(shí)小波分析出現(xiàn)最大波動分量，這與我們仿真設(shè)計(jì)的設(shè)定0.04秒發(fā)生故障相吻合，所以可以正確得到故障發(fā)生的時(shí)間；通過觀察三個(gè)零序電流的大小我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障處的線路具有最大的小波分析波動值而且我們可以發(fā)現(xiàn)在波動最大處發(fā)生故障線路的方向和其他的兩個(gè)線路方向相反，以此可以判斷出故障發(fā)生處的位置，但僅僅通過零序電流還無法判斷具體哪一相發(fā)生的故障。4.3.2基于電路短路性質(zhì)的接地故障判斷根據(jù)第三章對兩種接地系統(tǒng)故障的分析可以以此為依據(jù)進(jìn)行故障的判斷，由于相電壓和個(gè)線路零序電流有較大區(qū)別，因此將相電壓以及各線路零序電流的比較做出，如下圖所示。圖4-2相電壓比較波形圖圖4-3各線路零序電流比較波形圖我們可以利用simulink獲得相電壓比較波形圖以及各線路零序電流比較波形圖，如圖4-2、圖4-3所示。根據(jù)上面兩幅圖我們可以進(jìn)行分析如下。首先應(yīng)該判斷故障發(fā)生的時(shí)間，通過相電壓比較圖可以發(fā)現(xiàn)A相電壓在0.04s時(shí)變?yōu)?，而另外兩相則增大了，由此我們可以通過發(fā)生故障時(shí)的相電壓比較判斷出故障發(fā)生的時(shí)間，同時(shí)我們還可以通過觀察發(fā)現(xiàn)規(guī)律得知發(fā)生短路相電壓變?yōu)?，這也幫助我們很好的判斷故障短路發(fā)生在哪一相上；下面我們要判斷故障發(fā)生在哪一個(gè)線路，因此我們可以通過各線路零序電流來比較判斷，通過圖像我們發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障之前各線路的零序電流均為零，發(fā)生故障時(shí)零序電流開始出現(xiàn)波動通過幅值以及方向我們可以發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生故障線路的零序電流具有最大的波動值，而且在方向上也與其他兩個(gè)線路的零序電流方向不同，與實(shí)際相符合。5結(jié)論和展望5.1主要研究結(jié)論隨著我國經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展我們國家對于電力系統(tǒng)的要求已經(jīng)變得越來越高，在我國各種輸電網(wǎng)配電網(wǎng)也都是快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)越來越大，伴隨著的就是網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)也是變得越來越復(fù)雜，針對在電力系統(tǒng)中最常發(fā)生的單相接地故障，我們需要對其進(jìn)行分析，由于無法利用實(shí)際的電力系統(tǒng)，因此我們采用Matlab進(jìn)行仿真，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中我們通過仿真可以很好的得到他零序電流，零序電壓等的變化圖。當(dāng)電力系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí)，我們會發(fā)現(xiàn)如果其發(fā)生單相接地故障后，因?yàn)樗闹行渣c(diǎn)與大地時(shí)不連接的，所以不會產(chǎn)生短路電流，也不會形成回路，故障出的電流還是正向的，而且在這種情況下，電力系統(tǒng)的電壓是保持不變或?qū)ΨQ的，不會在短時(shí)間自動消除，因此它具有很好的供電可靠性，但是這個(gè)時(shí)候的故障如果不能及時(shí)清除就可能會造成嚴(yán)重的事故。上面我們是按照理論的完美情況進(jìn)行分析的，但是在實(shí)際生活中確不是完美情況，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)由于有電路對滴電容的存在，因此在故障點(diǎn)和導(dǎo)體電容之間可能會形成一個(gè)回路，這個(gè)時(shí)候就可能會產(chǎn)生弧光電流，弧光電流一般很大，而且容易產(chǎn)生敢問損壞電氣設(shè)備，而且還可能會電容空氣中的可燃?xì)怏w成分造成更大的故障，為了防止這種情況的發(fā)生，我們一般會利用斷路器將電弧過大的接地短路故障進(jìn)行切除。當(dāng)電力系統(tǒng)屬于經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，在這種情況下如果電路發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)和地面的電壓一樣，此時(shí)不會有電流從中性點(diǎn)流入消弧線圈，此時(shí)感應(yīng)電流會通過消弧線圈向故障點(diǎn)處流動，這個(gè)電流會減少接地點(diǎn)因故障產(chǎn)生的對地電容電流，從而減小電弧電流的大小，降低電弧電流的危害。在經(jīng)歷了幾次短路之后，提出了故障情況下的選線問題。之后，通過分析多次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以得到電路在故障時(shí)的各種數(shù)據(jù)差異，通過分析可以得到：故障發(fā)生后線路的暫態(tài)值比穩(wěn)態(tài)值大。在此基礎(chǔ)上，利用有用的信息值可以設(shè)計(jì)出故障線的選擇方法，并可以得到更準(zhǔn)確的判斷結(jié)果。首先對小波理論進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，包括其原理、使用方法以及運(yùn)用過程等，然后通過小波分析以及小波分析函數(shù)與原函數(shù)的極值對應(yīng)問題我惡魔你可以對其奇異性進(jìn)行檢測，這種方法具有較高的適用性，能夠通過利用暫態(tài)零序電流在選線頻帶中的小波模變換系數(shù)的幅值以及極性特征對故障線路進(jìn)行識別，