a2的小电流接地系统的单相接地故障选线.pdfVIP

2009．12．14—16中国北京 基于小波变换的小电流接地系统的单相接地故障选线 赵建峰1苑舜2李影3 (1．沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110078；2．国家电力监察委员会东北电监局 辽宁省，沈阳市，110006；3．国电电力发展股份有限公司朝阳发电厂辽宁省朝阳市122000) TheFaultSelectionLineofSmallCurrentGrounded Based SystemSingle-PhaseGrounding onWaveletTransformation JIAN．FENGZHA01YUANSHUN2 Liyin93 摘要：本文对小电流接地系统单相接地时的暂态分量进行了细致的分析，并把小波变换的分析引 入到故障选线中，利用小波变换理论来正确选出故障线路。 关键词：小波变换暂态电流单相接地故障 1 绪论 我国城市配电网中性点接地方式多采用小电流接地的方式，虽然小电流接地方式供电可靠性高， 但极易发生单相接地故障。单相接地故障是二相输电导线中的某一相导线因为某种原因通过电弧、 金属或电阻有限的非金属接地，这种故障约占整个电力总故障的90％以上，发生单相接地故障时不 形成短路，故障电流非常小，可以带单相接地故障运行l～2h。但由于故障电流微弱和不稳定电弧 的影响，使得故障选线问题一直是困绕电力工作者的难题，生永久性接地故障时，会对系统绝缘薄 弱的环节造成破坏，可能发展为两相甚至二相短路。为了解决故障线路检测这个难题，国内外提出 了很多选线方法。单相接地保护原理和装置的研究自1958年以来从未间断。采用的选线原理多半 为比幅法、比相法、群体比幅比相法、首半波法、谐波电流方向法、5次谐波分量法等。以往的选 线装置多是将故障零序电流的稳态分量作为选线依据，基于傅立叶变换的群体比幅比相原理选线技 术来实现选线，是国内基于稳态情况下最好的方法。但是由于小电流接地系统发生故障的时候故障 零序电流稳态分量幅值很小，谐波信号和基波信号都容易被干扰信号所淹没，在这种情况下，群体 比幅比相法很难做出正确的判断，给装置的选线问题带来了困难【l】。 小电流接地系统在发生单相接地故障时，故障线路与非故障线路电流的稳态量相差不大，难于区 分，然而故障时的暂态过程在两种线路上存在着明显的差异，一般来讲故障线路上的暂态电流是稳 态电流的几倍到几十倍，远大于非故障线路上的暂态电流，且不受中性点接地方式的影响，若能有 效提取单相接地故障时的暂态信号中的特征分量，势必能大大提高选线的可靠性。 小电流接地系统单相接地故障后的暂态分量包含着丰富的故障信息，从信号的角度来看暂态分 量是一个非平稳变化的信号，对于这种非平稳变化的信号，傅氏变换是无能为力的，这是因为傅氏 变换是全频域的分析方法，它不能给出信号在何处突变以及变化剧烈程度的信息，因此不能对暂态 信号进行准确的数学描述。全时域的分析方法也是不行的，因为不同的暂态信号还是频率的函数， 因此必须选择一个适合分析非平稳信号，并且有很强的处理微弱信号能力的信号处理方法。小波分 析是一种时域一频域分析，是在付氏变换基础上发展起来的一种新的信号处理方法，它克服了付 氏变换不能对信号同时进行时频局部化分析的缺点，可以对信号进行精细分析，特别是对暂态突变 信号和微弱信号的变化敏感。小波分析在时域——频域同时具有良好的局部化性质，它可以根据信 多尺度(Multi．scale)的特点，可以由粗及精地逐步观察信号，可以观察到信号的任何细节部分，因此 被称为“数学显微镜”睇J。 20 中国电机工程学会测试技术及仪表专委会 2009年度电力行业高压测试及电气测量技术研讨会 本文采用了基于小波分析的选线方法，根据故障线路上暂态零序电流特征分量的幅值高于非 故障线路，且其特征分量的相位也与非故障线路相反的特点构成选线判据。 2小波变换的奇异性检测理论 在电力系统发生故障后的暂态信号(如故障电压、故障电流等)中，突变点经常代表着信号的 故障暂态特征，所以这些突变点的信息在电