基于暂态特征的小电流接地系统单相接地选线研究

我国中压配电网中性点大多数采用小电流接地方式,包括中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统。在配电网中,单相接地故障率最高。这种系统发生单相接地故障时不形成短路回路,只是经对地电容形成小电流通路,接地点故障电流小,故障信号微弱;同时由于故障情况复杂,系统运行方式多样等原因,接地选线问题一直没有得到很好的解决。已提出并且在实践中应用的选线方法大都存在一定缺陷,选线动作正确率低。 为了寻求更为有效的选线方法,本文首先对小电流接地系统单相接地的故障特征进行了深入的分析,得出故障零序电流的稳态特征和暂态特征。零序电流的暂态分量含有丰富的故障信息,可以利用其实现正确选线。 本文提出一种基于Prony算法的小电流接地系统单相接地故障选线方法。Prony算法是用一组指数函数的线性组合来拟合等间隔采样数据的方法,可以从中分析出信号的幅值、相位、衰减系数、频率等信息。该选线方法利用Prony算法对故障零序电流信号进行分析和变换,将故障零序电流用一组指数函数的线性组合来拟合,自适应地实现对故障零序电流暂态过程中有利于选线的谐波分量的提取,然后比较谐波分量的幅值和相位来实现正确选线。理论分析及大量仿真实验表明该方法可以实现小电流接地系统单相接地故障选线。 零序电流的故障突变量和暂态分量对于故障选线是有用信息。本文提出采用数学形态学的形态滤波技术对零序电流进行滤波处理,仿真表明该方法能够突出突变和暂态分量特征,抑制稳态分量,经过滤波后的零序电流故障特征更加明显,有利于实现准确选线。