复小波在谐振接地系统故障选线中的应用研究.pdfVIP

煤 炭 工 程 2012年第 11期 复小波在谐振接地系统故障选线中的应用研究 黄 锋，袁振海，庞宏宇 (南京工业大学 自动化与电气工程学院，江苏 南京 211816) 摘 要：传统的故障选线方法，大多是基于单相接地故障发生在相 电压过峰值附近这一条 件 ，而对于相电压过零附近发生故障的情况，很少有针对性的选线方法；而由于故障发生时刻的 不同，故障信号量的特征叉存在着较大差别，一种选线原理很难同时适应这两种故障情况；文章 根据故障发生时刻不同而产生的不同故障量特征，提出了利用暂态零序 电流和衰减零序直流相结 合的综合选线方法；并通过MATLAB仿真验证 了该方法的可靠性。 关键词 ：复小波 ；故障时刻；相位信息；衰减直流；小波重构 中图分类号 ：TD608 文献标识码 ：B 文章编号 ：1671—0959(2012)11-0082--04 1 概 述 电源电压。 中性点经消弧线圈接地的电网称为补偿接地电网，又 称为谐振接地 电网。随着系统容量的增长，越来越多的电 网采用了经消弧线圈接地的运行方式。运行经验表明，谐 C 振接地系统中发生单相接地故障的几率高达85％，影响供 电可靠性 ，因此快速准确的选出故障线路显得尤为重要。 由于电力系统故障暂态信号具有持续时间短，所 占频 段宽的特点，使得传统的数字信号处理方法难以适用，而 图1 暂态过程等效电路 小波技术作为一种杰出的时频分析工具，在时域一频域同 时具有 良好的局部化性质。 根据图1，由文献 [1]推导的结论可知，发生单相接 由于传统选线方法大多研究的是基于某相电压过峰值 地故障时，暂态接地 电流 由暂态 电容电流和暂态 电感 电流 的条件，而很少有提出针对小角度故障选线方法，基于这 叠加而成 ，其特性随两者的具体情况而定。关于暂态接地 一 研究现状，本文从分析谐振接地系统发生故障后的暂态 电流 i的数字表达式，其值为： 特性人手，按故障发生时刻的不同，构造不同的选线判据 ， id=ic+i= (， 一，肌『)COS(cot+ )+，( 构成较为完善的综合选线法。利用复小波变换为手段 ，当 ^ l 一 _L 一 上 [三sinsinf—cos~ocoswft]e c+ cos~e c (1) 故障发生在某相 电压峰值附近时，采用基于特征频段内容 (u 性电流相位信息作为选线依据；当故障发生在某相电压过 式中，第一项为接地电流稳态分量，等于稳态电容电 零附近时，利用小波重构技术提取衰减直流分量作为选线 流与稳态电感电流的幅值之差 ；其余为接地电流的暂态分 依据。最后通过仿真验证了此法的可靠性。 量，其值等于电容电流的暂态 自由振荡分量与电感电流的 暂态直流分量之和，由于两者频率显著不同，故其幅值不 2 谐振接地系统故障特性分析 能相互抵消，反而有彼此叠加的可能，使暂态接地电流的 当中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障的瞬 幅值明显增大。 间，流过故障点的暂态接地 电流 由暂态的电容电流和暂态 当妒=0时，高频的暂态容性电流最小 ，衰减的暂态