基于小波分析的配电网故障选线的应用研究

我国配电网广泛采用小电流接地系统。在配电网中,单相接地故障率最高,但由于故障后接地电流小,故障特征不明显,容易造成故障线路的误选、漏选。特别对于消弧线圈接地系统,故障线路接地点的残流很小,且相位有一定的改变,故障选线难度更大。虽然国内外对小电流接地系统单相接地故障选线问题已经研究多年,但却一直未能很好解决,严重阻碍了配电网供电可靠性和自动化水平的提高。 本文首先对小电流接地系统单相接地故障的稳态特征和暂态特征进行了深入的理论研究和分析,结果表明故障后暂态过程中含有大量的高频特征信息,如果对这些特征信息进行分析提取,可作为选线判据。由于小波分析具有时频同时局部化的良好特性,可以将信号分解到不同的频率带,因此特别适合分析非平稳信号和暂态信号。本文对小波理论进行深入的理论研究,从而为故障特征的提取提供了理论依据。针对现有选线方法的利弊,提出基于小波分析的配电网单相接地故障选线方法,该方法综合利用暂态零序电流在特征尺度上的模极大值和取得模极大值时的极性特征选出故障线路。同时,本文还讨论了小波基函数的选取、特征尺度的选取等问题。 为了解决馈线永久性接地故障选线难和过电压的问题,本文还提出了消弧线圈瞬时并联中值电阻的方案,获得永久性故障选线的另一判据:当馈线永久性故障时,首先用上述判据进行初选,然后利用小波分析检测馈线在中值电阻并入瞬间有否二次奇异来进行精选。这种方法不但能提高故障选线的准确性和可靠性,还能有效抑制接地故障时中性点的电压,大大降低系统过电压的可能性,克服了利用稳态分量及其它暂态选线方法的局限性。这是本文的创新之处。 本文结合实际的数据,利用MATLAB6.5/Simulink建立了一个经消弧线圈接地系统,并对单相接地故障的各种情况进行仿真、实验。大量的实验结果表明,本文提出的选线方法应用于中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统均可以快速准确地选出故障线路,而且不受过渡电阻、故障初相角等因素的影响。 本文将先进的小波理论应用于解决小电流接地系统单相接故障选线技术难