基于二维小波分析的小电流接地故障选线新方法的研究

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1、山东大学硕士学位论文摘要我国配电网广泛采用中性点不接地或经消弧线圈接地系统，llp4,电流接地系统。配电网中发生单相接地故障几率最高，如何快速准确地检测出故障线路并排除故障，一直是电力系统继电保护领域的重要研究课题之一．但由于故障后接地电流小，故障特征不明显，因此，小电流接地系统接地故障选线问题虽已研究多年却一直未能很好地解决，随着配电网自动化水平的提高，对该问题进行深入研究的迫切性也日益提升．本文首先系统地回顾了现有的各种小电流接地系统单相接地故障选线原理和方案，指出了目前选线原理所存在的缺陷和弊端。然后对小电流接地系统单相接地暂

2、稳态故障特征进行了深入地理论研究和仿真分析，结果表明，单相接地故障后存在一个明显的暂态过程，暂态故障信号要远大于稳态信号，包含了比稳态故障信号更加充分的故障特征，因此，利用故障暂态信号具有更高的可靠性和灵敏度。本文即利用二维小波分析工具对暂态量信息进行特征提取，提出了故障选线的一种新方法。现今的方法多集中于仅利用暂态信号的幅值或暂态信号的相位信息，因此这些方法对于提取故障暂态信息量还不够充分。由于发生单相接地故障后。零序电流比较容易获得且包含了大量的故障信息，因此本文重点分析了暂态零序电流。信号的解析形式能够更好的描述幅值和相位随时

3、间的变化，并且具有和原实信号相同的相位谱，但其幅值谱却是原实信号的两倍。解析信号的小波变换仍然是解析信号。通过Hilbert交换首先将零序电流表示成解析信号的形式。具有极化能力的二维小波变换，广泛应用于图像的边缘检测中，二维小波多分辨率分析具有很好的检测故障信号奇异性的特点，从而能够更好地提取信号的故障特征量。本文首先构造了零序电流的解析信号，将解析信号的实部和虚部构成二维变量，经过选择合适的母小波后，应用二维小波工具对各线路的零序电流进行分析，根据故障线路和非故障线路变换后某一细节部分表现出的模极山东大学硕．士学位论文值关系的不同

4、，选出故障线路。由于构造的解析信号的实部反映了信号的幅值信息，而虚部则反映了信号的相位信息．这种利用二维小波分析工具的方法实现了将故障暂态信号的幅值和相位相结合的分析，相对于单纯利用幅值或者单纯利用相位的方法，该方法能够更加充分地提取故障暂态特征以用于故障选线。理论分析和仿真结果表明，本文提出的新方法能够准确和有效地进行故障选线，并且适用于中性点不接地和经消弧线圈接地的不同接地类型配电网．二维小波分析工具的引入，为小电流接地选线的研究乃至电力系统研究领域提供了一个新的思路。关键词：小电流接地系统小波变换故障选线单相故障解析信号山东大

5、学硕士学位论文AbstractNeutralnon-groundedandPetersen-coilgroundedsystemsarealsocalledneutralindirectlygroundedsystem，andtheyarewidelyusedinpowerdistributionnetworkinChina．Thesingle-phase-to-groundfaulthappensfrequentlyinsuchasystem．Whensingle-phase-to—groundfaultOcCUl"S．itisv

6、eryimportantthathowtodetectthefaultlineaccuratelyandquicklyandeliminateit．Andthisisoneoftheimportantsubjectsinelectricpowersystemprotection．Duetothesmallfaultcurrentandunobviousfaultfeaturesaftersinglephase-to-groundfault,theproblemoffaultlineselectionhasbeenstudiedfor

7、years．Inrecentyearsasthethrivingdevelopmentonautomationofpowerdistribution,faultlinedetectionisurgedmoreandmore．Firstly，throughreviewingoftheexistingtheoriesonfaultlineselectionoftheneutralindirectlygroundedsystemsystematically,thispaperpointsoutthedefectsanddrawbackso

8、fthose，secondly,stableandtransientfeaturesofsinglephase-to—groundfaultinneutralindirectlygroundedsystemaredeeplyanaly