配电网单相接地故障选线与定位方法的研究

我国中压配电网多数采用小电流接地（中性点经消弧线圈接地或中性点不接地）运行方式，由于小电流接地系统单相接地故障电流很小、不稳定电弧和其它因素影响等原因，故障选线与定位难题多年未得到有效解决。为了缩短停电时间、减少停电面积、提高供电可靠性和确保电网安全稳定运行，研究高效、准确、可靠的单相接地故障选线方法和故障定位方法迫在眉睫。 本文针对配电网单相接地故障选线和定位问题，进行了以下研究工作： 首先，介绍了配电网小电流接地系统现有故障选线和定位方法，分析了其优缺点及适用范围，讨论了被动式方法和主动式方法实现中的难点技术问题，并分别对消弧线圈接地系统和中性点不接地系统单相接地故障的暂态零序电流分量和稳态零序电流分量的故障特征进行了分析，确定了选线和定位可提取的故障特征量。 其次，提出了两种故障选线方法，即小波能量比较选线法和小波包能量选线法。小波能量比较选线法是利用小波变换的分频特性，对故障后一工频周期零序电流信号进行小波分解，然后求取小波分解后各系数的小波能量，根据故障馈线小波能量最大原理进行选线；小波包能量选线法将各馈线暂态零序电流导入MATLAB，取故障后1/4周期短窗数据并进行小波包分解，计算各子频带暂态能量，定义特征频带为暂态能量最大值所在子频带，对特征频带能量进行改进计算，根据故障线路改进能量最大原理进行选线。 最后，提出了基于零模电流短窗能量的故障定位方法。短窗能量定位法首先定义各检测点故障后1/4周期零模电流的平方和为短窗能量，然后求取各检测点短窗能量并进行标幺化，最后通过比较各检测点标幺值确定故障所在位置。