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农村电网(简称农网)通常是指供电区域为县级所辖区域,供电等级在110kV以下的供电网络。因缺乏人力物力财力,农网基础性建设较薄弱,自动化程度较低,故障发生时,还是以人工巡线的定位方式为主,既增加故障运行时间又浪费人力物力。随着配电网自动化的发展,国内提出了几种新的定位方法,如行波测距法、阻抗法、智能检测法、信号注入法。这些方法大多针对城市电网和高压线路,对农网线路应用的很少。故本文设计了农网10kV电力故障检测专用交流信号源,用于农网故障定位检测时的信号注入。 本文根据农网分层多、线路长的特点,在信号注入的原理上提出了向配电网中注入中高频恒流信号的方法。中高频信号只在两个变压器之间传输,避免了负载变化对注入信号的影响,并且不用考虑线路故障时的电压和电流,只需要对注入的信号进行检测,实现了故障类型的判别和定位。为了验证方案的可行性,采用Matlab的Simulink中的SimPowerSystems的电力系统元件进行建模仿真。根据农网的特点,对配电网进行了多分支系统的仿真,为了确定适合农网故障检测用的交流信号的频率和幅值,分别进行电力系统正常工作和发生故障时的仿真,通过仿真结果找到适合的交流信号。根据所选信号的特点,分析几种信号源的设计方法,并针对当前信号源精度不高、输出频率低等问题,设计了相应的信号发生装置。采用DDS直接数字合成技术合成信号,设计了相应的控制模块和信号调理模块,并在实验室进行编程调试。通过数字示波器对信号发生装置产生的信号测试,证明了信号源产生的信号满足设计要求。同时为了测试信号源在电力线上的工作情况,并在实验室内进行简单的线路仿真,模拟了单相金属性接地短路和非金属性接地短路故障。通过示波器测量故障信号,测试结果和仿真结果一致。 本论文设计了信号发生装置,为农网故障检测提供了注入信号,实现农网故障检测的自动化,提高了农村供可靠性、降低了工作人员的工作强度和困难度,推动农网智能化、自动化和信息化的发展。