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| 編輯推薦： |
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安全、可靠、优质、经济是电力系统运行的基本要求。电力线路的运行关乎国民生产、人民生活的各个方面。电力系统不同的运行方式，关系到供电的可靠性、设备的安全性、运行的经济性。本书主要从两个方面对小电流接地故障进行了研究，为电力系统从业人员在从事电力系统检修等操作提供了一个技术性的指导意见。
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| 內容簡介： |
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本书共分为8章。第1章为概述，第2章为小电流接地系统单相接地故障特征分析，第3章至第6章对4种重要选线方法进行 了详尽阐述，其中第3章为零序导纳与小电流接地选线，第4章为基于改进型锁相环的故障选线，第5章为小波变换理论与小电流接地选线，第6章为基于自适应陷波滤波器的故障选线。第7章为以上4种重要选线方法的对比分析，第8章为小电流接地选线装置的研制。
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| 關於作者： |
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张志霞，毕业于沈阳农业大学并留校任教，博士学位。主持和参加国家级、省级科研课题15项。获得辽宁省科技进步二等奖等各种科研奖励6项。
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| 目錄：
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目录
1 概论……………………………………………………………………………001
1.1 配电网单相接地故障简介…………………………………………………001
1.2 国内外选线方法研究现状…………………………………………………003
1.3 小电流接地系统各种选线原理的分析与比较……………………………004
1.3.1 基于零序电压电流工频分量的方法……………………………………004
1.3.2 5次谐波法……………………………………………………………… 009
1.3.3 S注入法………………………………………………………………… 009
1.3.4 小波法……………………………………………………………………012
1.3.5 7次谐波选线法………………………………………………………… 015
1.3.6 相关分析法………………………………………………………………017
1.3.7 模糊控制及故障选线原理………………………………………………021
1.3.8 配电网智能故障选线技术初探…………………………………………024
1.3.9 证据理论在小电流接地系统故障选线中的应用………………………033
1.4 影响故障选线准确性的原因………………………………………………042
1.4.1 单相接地故障类型的建模较困难………………………………………042
1.4.2 装置本身特性对选线特征量的影响……………………………………042
1.4.3 中性点接地方式的影响…………………………………………………043
1.4.4 互感器特性的影响………………………………………………………043
1.4.5 线路不平衡电流的影响…………………………………………………043
1.4.6 发展趋势…………………………………………………………………044
1.5 提高小电流接地选线装置选线正确率的措施……………………………047
1.5.1 把好设备选型和出厂验收关……………………………………………047
1.5.2 加强运行维护管理………………………………………………………048
1.5.3 正确施工…………………………………………………………………048
1.6 小电流接地系统故障定位…………………………………………………049
1.6.1 小电流接地系统故障定位的特点和意义………………………………049
1.6.2 国内外研究现状…………………………………………………………050
1.6.3 小电流接地系统各种定位原理的分析与比较…………………………050
1.6.4 小电流接地故障定位存在的主要问题及困难…………………………055
2 小电流接地系统单相接地故障特征分析……………………………………057
2.1 小电流接地系统单相接地故障的计算方法………………………………057
2.1.1 短路计算的基本假设……………………………………………………057
2.1.2 对称分量法………………………………………………………………058
2.1.3 小电流接地方式的主要特点……………………………………………059
2.2 小电流接地系统发生单相接地故障的稳态特征分析……………………060
2.2.1 中性点不接地系统对地电压、零序电流的分析………………………061
2.2.2 中性点经消弧线圈接地系统对地电压、零序电流的分析……………065
2.3 小电流接地系统发生单相接地故障的暂态特征分析……………………068
2.3.1 暂态电容电流……………………………………………………………069
2.3.2 暂态电感电流……………………………………………………………070
2.3.3 暂态接地电流……………………………………………………………071
2.4 零序不平衡量的抑制………………………………………………………071
2.4.1 零序不平衡量产生的原因………………………………………………072
2.4.2 抑制零序不平衡量的方法………………………………………………072
2.5 本章小结……………………………………………………………………073
3 零序导纳与小电流接地选线…………………………………………………074
3.1 零序导纳的计算……………………………………………………………074
3.2 基于零序导纳的中性点不接地选线方法…………………………………074
3.2.1 零序导纳的计算…………………………………………………………074
3.2.2 零序导纳法判据…………………………………………………………075
3.3 基于零序导纳法的中性点经消弧线圈接地选线方法……………………076
3.3.1 零序导纳的计算…………………………………………………………076
3.3.2 零序导纳法判据…………………………………………………………077
3.4 基于区段零序导纳的故障定位……………………………………………077
3.4.1 定位原理…………………………………………………………………077
3.4.2 定位方法实现……………………………………………………………079
3.5 MATLAB仿真软件……………………………………………………………079
3.5.1 仿真软件简介……………………………………………………………079
3.5.2 建模所需参数的计算……………………………………………………080
3.5.3 建模所需三相变压器参数的计算………………………………………085
3.6 Matlab建模…………………………………………………………………087
3.6.1 理想电源…………………………………………………………………087
3.6.2 主变模块…………………………………………………………………088
3.6.3 导线模型…………………………………………………………………088
3.6.4 监测零序导纳波形………………………………………………………089
3.6.5 三相故障发生器…………………………………………………………090
3.6.6 负荷环节…………………………………………………………………090
3.6.7 消弧线圈…………………………………………………………………091
3.7 Matlab建模中参数的设定…………………………………………………091
3.8 仿真与仿真结果分析………………………………………………………094
3.8.1 中性点不接地系统单相接地故障的仿真结果及分析…………………095
3.8.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的仿真结果及分析………097
3.5 本章小结……………………………………………………………………098
4 基于改进型锁相环的故障选线………………………………………………099
4.1 5次谐波选线原理………………………………………………………… 099
4.2 经典锁相环…………………………………………………………………100
4.2.1 锁相环的国内外研究现状………………………………………………100
4.2.2 锁相环的种类……………………………………………………………101
4.2.3 经典锁相环………………………………………………………………102
4.2.4 锁相环的基本工作过程…………………………………………………106
4.2.5 锁相环路的工作状态……………………………………………………106
4.3 改进型锁相环………………………………………………………………107
4.3.1 改进型锁相环的结构……………………………………………………107
4.3.2 改进型锁相环的数学模型………………………………………………108
4.3.3 相位调整电路……………………………………………………………109
4.3.4 幅值调整电路……………………………………………………………109
4.4 基于改进型锁相环的谐波选线方法………………………………………110
4.4.1 信号提取…………………………………………………………………110
4.4.2 数据处理并选线…………………………………………………………111
4.5 仿真分析……………………………………………………………………112
4.6 算例分析……………………………………………………………………113
4.6.1 单相间歇性电弧接地故障………………………………………………113
4.6.2 单相1 Ω接地故障………………………………………………………114
4.6.3 单相10 Ω接地故障…………………………………………………… 115
4.7 本章小结……………………………………………………………………117
5 小波变换理论与小电流接地选线……………………………………………118
5.1 傅里叶变换…………………………………………………………………118
5.2 小波变换……………………………………………………………………119
5.2.1 小波理论的产生与发展…………………………………………………119
5.2.2 小波变换理论……………………………………………………………120
5.2.3 连续小波变换……………………………………………………………121
5.2.4 离散小波变换……………………………………………………………121
5.2.5 多分辨率分析……………………………………………………………121
5.2.6 Mallat算法………………………………………………………………123
5.2.7 小波变换的奇异性检测理论……………………………………………124
5.2.8 故障选线原理……………………………………………………………125
5.2.9 故障选线的具体实现……………………………………………………126
5.3 仿真模型的确立……………………………………………………………128
5.4 选线算例……………………………………………………………………128
5.4.1 中性点不接地系统仿真…………………………………………………128
5.4.2 中性点经消弧线圈接地系统仿真………………………………………135
5.5 基于小波分析的定位技术研究……………………………………………139
5.5.1 基于小波分析的行波故障测距原理……………………………………139
5.5.2 小电流接地系统单相接地故障行波测距仿真…………………………140
5.6 行波故障测距算例仿真……………………………………………………143
5.6.1 接地电阻对行波测距的影响……………………………………………143
5.6.2 故障相角对行波测距的影响……………………………………………145
5.7 本章小结……………………………………………………………………148
6 基于自适应陷波滤波器的故障选线…………………………………………149
6.1 自适应陷波滤波器的发展…………………………………………………149
6.2 自适应陷波滤波器原理……………………………………………………150
6.2.1 陷波滤波器………………………………………………………………151
6.2.2 自适应算法………………………………………………………………152
6.3 自适应陷波滤波器的结构…………………………………………………153
6.4 自适应陷波滤波器的性能分析……………………………………………157
6.4.1 周期轨道的合理性………………………………………………………157
6.4.2 系统的稳定性……………………………………………………………158
6.4.3 系统的响应时间…………………………………………………………159
6.5 基于自适应陷波滤波器的故障选线判据…………………………………160
6.6 仿真分析……………………………………………………………………160
6.7 本章小结……………………………………………………………………162
7 四类选线方法的综合分析……………………………………………………163
7.1 基于零序导纳法的故障选线分析…………………………………………163
7.2 基于改进型锁相环的故障选线分析………………………………………164
7.3 基于小波变换的故障选线分析……………………………………………165
7.4 基于自适应陷波滤波器的故障选线分析…………………………………167
7.5 本章小结……………………………………………………………………167
8 小电流接地选线装置的研制…………………………………………………169
8.1 采样电路模块的设计………………………………………………………169
8.1.1 电压形成回路……………………………………………………………171
8.1.2 低通滤波器………………………………………………………………171
8.1.3 多路模拟开关……………………………………………………………171
8.1.4 采样保持…………………………………………………………………173
8.2 AD转换模块的设计……………………………………………………… 173
8.2.1 零序电流的转换…………………………………………………………174
8.2.2 零序电压转换……………………………………………………………174
8.3 单片机的控制系统模块的设计……………………………………………176
8.3.1 片内存储器………………………………………………………………176
8.3.2 JTAG调试和边界扫描……………………………………………………178
8.3.3 输入输出端口的配置……………………………………………………178
8.3.4 看门狗计数器……………………………………………………………178
8.3.5 系统时钟初始化…………………………………………………………179
8.3.6 C8051F040中断系统…………………………………………………… 179
8.4 输出显示与键盘操作模块的设计…………………………………………180
8.4.1 122×32A液晶显示器……………………………………………………180
8.4.2 键盘………………………………………………………………………181
8.4.3 电平转换电路……………………………………………………………182
8.5 软件的开发环境……………………………………………………………182
8.6 软件开发的需求分析………………………………………………………183
8.7 装置实现的主要功能………………………………………………………183
8.8 主要程序模块的设计………………………………………………………184
8.8.1 主程序设计………………………………………………………………184
8.8.2 程序的全局变量及数组使用说明………………………………………185
8.8.3 主模块说明………………………………………………………………185
8.8.4 中断采样服务子程序……………………………………………………186
8.8.5 故障处理模块……………………………………………………………186
8.8.6 显示模块…………………………………………………………………186
8.9 本章小结……………………………………………………………………187
参考文献…………………………………………………………………………188
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