基于PRONY算法的鐵磁諧振和單相接地故障判別的研究.pdf

1、鐵磁諧振和單相接地是電力系統(tǒng)兩種常見的內(nèi)部過(guò)電壓故障。它們都能引起絕緣擊穿而導(dǎo)致事故發(fā)生，故障后兩者的外在表現(xiàn)也非常相似，但處理方法卻不盡相同。因此在實(shí)際運(yùn)行中準(zhǔn)確區(qū)分兩種故障，分別采取相應(yīng)的措施來(lái)降低故障可能帶來(lái)的損失是非常必要的。
　　鐵磁諧振的產(chǎn)生是由于非線性電感在受到一定的擾動(dòng)后，鐵芯線圈飽和使得電感值減小，當(dāng)它與系統(tǒng)中電容組成的共振頻率等于電源頻率時(shí)，會(huì)引起電流和電壓的明顯升高。諧振會(huì)在線圈中重復(fù)地產(chǎn)生高倍數(shù)和長(zhǎng)時(shí)間流過(guò)

2、的大電流，這種循環(huán)往復(fù)的電流會(huì)損壞電力設(shè)備，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。單相接地故障屬于不對(duì)稱短路的一種，故障發(fā)生后會(huì)使電壓升高并超過(guò)額定值的15％以上，且它和鐵磁諧振故障都會(huì)讓系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)裝置發(fā)出接地信號(hào)；對(duì)于低壓配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，單相接地可短時(shí)運(yùn)行一段時(shí)間，鐵磁諧振則必須馬上消除。針對(duì)這一情況，本文主要做了以下幾方面的工作：
　　1．研究鐵磁諧振和單相接地故障的產(chǎn)生機(jī)理，以及產(chǎn)生波形的特征。因?yàn)殍F磁諧振是被激發(fā)產(chǎn)生的，其零序電壓或電流

3、的高頻分量是按指數(shù)規(guī)律上升的，存在穩(wěn)定的高頻分量；而短路故障的高頻暫態(tài)分量是由于故障點(diǎn)電壓突變導(dǎo)致的，會(huì)隨著時(shí)間的推移而衰減，不存在穩(wěn)定的高頻分量。
　　2．用ATP軟件分別對(duì)兩種故障建模、仿真，重現(xiàn)事故的產(chǎn)生條件和原因，并對(duì)仿真得到的波形進(jìn)行比較。
　　3．分析Prony算法的原理，利用MATLAB軟件編寫Prony算法對(duì)于故障后電壓和電流信號(hào)中幅值、頻率、相角和衰減因子計(jì)算的程序，采用指數(shù)函數(shù)來(lái)擬合其表達(dá)式中各參數(shù)隨時(shí)間

4、變化的規(guī)律，提取零序電壓和電流中高頻分量的特征。
　　4．用程序調(diào)取仿真的數(shù)據(jù)，研究?jī)煞N故障情況下零序分量的各個(gè)參數(shù)隨時(shí)間衰減的情況，主要是比較衰減因子的變化。通過(guò)比較可知，在諧振故障的零序分量中，其衰減因子是大于零的，穩(wěn)定在某一個(gè)值附近，且絕對(duì)值較?。欢搪泛笃涓哳l分量的衰減因子是小于零的，是逐漸衰減的，且絕對(duì)值較大。
　　5．選取一個(gè)典型的配電網(wǎng)模型，分別令其發(fā)生鐵磁諧振和單相接地故障，運(yùn)用判據(jù)對(duì)系統(tǒng)的過(guò)電壓情況進(jìn)行判別