基于小波分析的單相接地故障選線的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、小電流接地方式有利于提高供電可靠性,我國(guó)及其他很多國(guó)家的配電網(wǎng)普遍采用這種接地方式。小電流接地系統(tǒng)中,單相接地故障對(duì)電網(wǎng)的威脅不大,即使是永久性單相接地故障,電網(wǎng)仍允許帶故障運(yùn)行1～2個(gè)小時(shí)。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),其他兩相對(duì)地電壓升高為線電壓,特別是發(fā)生間歇性弧光接地時(shí),由于中性點(diǎn)沒有電荷釋放通路,會(huì)引起弧光接地過電壓,系統(tǒng)絕緣受到威脅,容易擴(kuò)大為相間短路。因此盡快選出故障線路,盡快排除故障對(duì)于系統(tǒng)安全穩(wěn)定具有重要意義。然而

2、當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),由于故障電流非常小,故障特征不明顯,故障狀態(tài)與正常狀態(tài)界限不分明,常規(guī)繼電保護(hù)方法幾乎不可能識(shí)別出故障線路,迫切需要提出新的選線方法。
　　 本文重點(diǎn)分析了中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的暫態(tài)過程。可知單相接地故障的暫態(tài)信號(hào)中含有豐富的故障信息,而在故障發(fā)生的初始階段,消弧線圈對(duì)暫態(tài)電容電流的補(bǔ)償作用可以忽略不計(jì)。因此,盡可能多的發(fā)掘暫態(tài)信號(hào)中故障信息,提取暫態(tài)信號(hào)中的特征分量加以利用

3、,對(duì)提高選線準(zhǔn)確度至關(guān)重要。本文介紹了小波分析,多分辨分析、快速M(fèi)allat算法及故障測(cè)度的相關(guān)概念,重點(diǎn)研究了小波分析對(duì)信號(hào)奇異性檢測(cè)原理。
　　 本文提出了基于故障測(cè)度和小波分析理論提取故障暫態(tài)信息的選線方法。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí),在故障線路未知的情況下,該電網(wǎng)中的每一條線路包括母線都是被懷疑的對(duì)象,究竟哪一條線路是故障線路就需要根據(jù)他們的特征來判斷。同時(shí)我們希望判據(jù)能夠計(jì)算出每一條線路具有故障線路表現(xiàn)的程度大小,并輸出

4、這個(gè)程度值。因此提出了故障測(cè)度的概念,用來描述一條線路在某判據(jù)基準(zhǔn)下具有的為故障線路的特征明顯程度。故障選線時(shí),首先對(duì)故障后的暫態(tài)分量進(jìn)行小波變換,通過比較零序電流小波變換模極大值的大小和極性來初步判斷出故障線路。然后構(gòu)造合理的故障測(cè)度函數(shù),計(jì)算各線路(包括母線)的故障測(cè)度值,給出各線路(包括母線)在此判據(jù)下的故障特征的程度值,實(shí)現(xiàn)正確選線。該方法克服了傳統(tǒng)方法中因穩(wěn)態(tài)零序電流較小而誤選的缺點(diǎn),且不受故障電阻及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響,能可靠

5、實(shí)現(xiàn)故障選線。最后通過一個(gè)典型的10kV系統(tǒng)的Matlab仿真,驗(yàn)證了該選線方法的可行性。
　　 本文介紹了選線裝置的特點(diǎn)和功能要求,并對(duì)選線裝置的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在選線裝置的硬件上采用模塊化設(shè)計(jì),精心設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集模塊和通信模塊。通過利用ARMsth9系列處理芯片強(qiáng)大、高效的運(yùn)算能力和豐富的外圍接口電路,使系統(tǒng)的信號(hào)處理能力得到了大幅度提高,降低了系統(tǒng)外部連線的復(fù)雜程度。選線裝置帶有通信接口,可以向遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備或上位機(jī)傳送接