基于暂态特征量的井下配电网单相接地故障选线方法研究的开题报告.docx

基于暂态特征量的井下配电网单相接地故障选线方法研究的开题报告
一、选题背景
井下配电网是煤矿井下电力供应系统的重要组成部分，对于保障矿工安全和生产稳定具有重要意义。然而，在井下配电网运行过程中，由于受到多种因素的影响，经常会出现单相接地故障，一旦发生这种故障，将危害矿工的生命安全和煤矿的正常运行。因此，如何快速准确地检测和定位单相接地故障，成为了井下配电网运行维护的重要研究方向。
目前，国内外学者们已经针对单相接地故障的检测和定位提出了多种方法。其中，依据暂态特征量进行线路故障诊断的方法受到了广泛的关注和研究。因为在单相接地故障过程中，故障电路中会出现瞬时电压、电流互感变化等暂态现象，这些暂态特征量具有高度的故障诊断能力，可以在较短时间内确认故障点位置，并快速完成恢复供电。
二、研究内容
本文选取井下配电网为研究对象，通过对单相接地故障产生的暂态特征量进行分析，提出一种基于暂态特征量的单相接地故障选线方法。
首先，明确井下配电网的结构和特点，讨论接地方式对故障检测定位的影响。然后，将故障电路抽象为电路等效模型，建立基于传输线理论和变压器模型的暂态电压电流方程组，提取暂态相关的特征量，包括传输线参数的变化、瞬间电压、电流和功率等。接下来，对特征量进行分析和挖掘，采用统计学习方法，挖掘出故障特征与传输线参数之间的关联，建立故障诊断模型，实现对单相接地故障的快速检测和定位。
三、研究意义
本文将针对井下配电网的单相接地故障，提出一种基于暂态特征量的选线方法，能够使故障检测和定位更加准确、可靠、高效。同时，对于井下配电网的运行维护和故障预防具有重要意义，可有效提高井下煤矿的安全性和生产效率，推动煤矿行业向着绿色、智能、安全的方向发展。
四、可能存在的问题
在研究过程中，可能会遇到数据采集难度大、传输线参数多变等问题，需要设计合适的实验方案和诊断模型，解决特征提取、特征选择和预测等问题，以实现对单相接地故障的快速检测和准确定位。
五、研究方法和技术路线
本文将采用传输线理论、变压器模型、相关理论和统计学习等方法，建立井下配电网单相接地故障的暂态电压电流方程组，提取暂态特征量，进行特征选择和预测建模。技术路线如下：
1.井下配电网单相接地故障基本理论研究
2.建立游离电缆模型与对地接触电缆模型
3.提取故障特征量，数据预处理和特征选择
4.建立故障检测和定位模型，进行实验验证和分析
5.评估模型性能，优化参数和实现自适应化
六、预计成果和工作计划
1.提出一种基于暂态特征量的井下配电网单相接地故障选线方法，能够有效实现故障的检测和定位；
2.搭建一个能够识别故障特征的实验平台，获取故障数据进行分析；
3.结合数据分析和特征提取技术，进行模型的建立和调优；
4.对所提出的模型进行实验验证，探究模型的可靠性和准确性；
5.最后进行成果总结和交流，并开发针对井下配电网单相接地故障选线方法的应用软件。工作计划如下：
2022年1-3月：研究文献调研和基础理论学习；
2022年4-6月：搭建实验平台，获取故障数据并进行数据预处理；
2022年7-9月：进行特征提取、特征选择，建立故障检测和定位模型；
2022年10-12月：实验验证，优化参数和模型；
2023年1-3月：进行成果总结和交流，开发应用软件。