高压输电线路高阻接地故障检测新方案研究

输电线路故障不但会降低电网供电的可靠性,还会严重影响电网的安全稳定运行,造成重大损失。输电线路接地短路时,故障点附近的电压急剧下降、电流急剧增大,故障特征明显,常规保护能够可靠检测和处理;而输电线路高阻接地故障时,由于过渡电阻很大,引起的电压、电流突变量很小,故障特征不明显,从而增加了检测的难度,常规保护可能无法正确动作。随着现代电网规模的不断扩大,对故障检测的快速性也提出更高要求,因此,探索检测新方案,快速发现并消除高阻故障,具有重要的研究价值。 小波变换具有良好的时频局部化能力,能够检测信号的微弱变化;行波保护可以超高速动作,不易受系统运行方式、振荡、电流互感器饱和等的影响,抗过渡电阻能力强,适于检测高阻故障。本文基于行波理论,利用小波分析,提出了一种高压输电线路高阻接地故障检测新方案。利用小波变换提取故障电流行波,通过比较电压、电流初始行波模极大值的极性关系,区分正、反方向故障;通过比较同一尺度的初始波头时间或不同尺度初始波头时间的比值,识别正方向区内、区外故障。理论分析与ATP仿真结果表明,该方法不仅反应迅速,而且几乎不受故障位置、故障类型、故障初相角和过渡电阻的影响,能够快速、灵敏、有选择性的检测高阻接地故障。 论文详细分析了输电线路直击雷、感应雷和单相接地故障的行波大小和波形,通过比较线模分量和地模分量的比值、波头和波尾最大陡度的比值以及比较发生前后电流变化量差值,区分非故障性雷击(感应雷、轻型直击雷)与故障性雷击(重型直击雷)、单相接地故障。排除雷电干扰的影响,提高高阻接地故障检测的可靠性。 最后,论文对上述研究成果进行了总结,提出了研究工作存在的问题和进一步研究的方向。