基于多点信息的配电线路单相接地故障定位方法的研究

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1、中文摘要我国配电网主要采用小电流接地系统，该系统的主要故障是单相接地故障。当发生单相接地故障时，由于故障电流微弱，尤其是经消弧线圈接地的配电网，故障时的电容电流被消弧线圈所补偿，故障线路同正常线路在电气上差别很小，因此，单相接地后故障线路的定位是困扰供电部门的一个难题。本文通过对配电网单相接地故障暂态过程的深入分析，并结合无线通信手段和小波分析理论，提出了基于故障网络电流的特征频段能量比幅法实现故障段的识别和定位。本文将基于故障分量的继电保护原理用于单相接地故障定位。该原理应用的关键是如何获得故障分量，对此问题本文作了大

2、量工作。一方面，定量地分析了原有提取方法由于电网频率波动产生的偏差，为消除上述偏差，改进了原有算法，改进后的算法有效地抑制频率波动造成的偏差；另一方面，针对原有方法不能克服负载波动的影响，将新兴的ZigBee无线传感器网络用于故障指示器数据的传输，依据通信节点将配电网分隔成若干段，并在此基础上提出了一种基于相邻节点信息的故障网络电流提取法，该方法不受负载波动、谐波等影响，能够在任意时间范围内提取故障分量。此外，本文根据单相接地故障时暂态电流的特点，结合db小波包的分频特性和能量无损性，将特征频段能量比幅法应用于故障段的识

3、别。针对各线路段暂态电容电流能量最大值频段不一致的问题，通过对仿真结果的分析，在原有能量比幅法的基础上提出了平均能量比幅法，新方法同时考虑了能量最大值和次大值，基本克服了能量最大值频段不一致的缺点。为了减小实际应用中的通信量和存储介质容量，结合无线通信节点的布局特点和仿真结果，总结出基于相邻节点信息的实用判据，该实用判据不需全部电网信息，减小了通信量、存储量和计算量。通过大量的SIMULINK仿真实验表明：本文提出的故障定位方法，由于只考虑故障分量，因而能够更加有效地利用故障暂态过程中包含的信息，不会出现因干扰而导致故障

4、特征被湮没的情况，可以大大提高故障定位的可靠性；定位算法受负载波动、谐波、接地过渡电阻及故障合闸角等因素影响较小，在各种工况下均可准确、可靠地找出故障段；同时，针对实际需要，简化了判别算法，使其软件实现简单，因此该方法具有广阔的应用前景和实用价值。关键词：故障定位；特征频段；故障分量；小波包；能量比幅法ABSTRACTThelowcurrentearthdistributionpowersystemiswidelyusedinChina，andphase—to—groundfaultoccursfrequentlyint

5、hissystem．Whenthefaulthappens，thefaultlineandthenormallinenearlyhavenodifference，SOfaultlocationinthedistributionnetworkisbeingaknottypointforalongtime．Inthispaper’afeasiblesolutionoffaultlocationwhichisbasedonthewirelesscommunicationtechnologyandthewaveletanalys

6、istheoryisproposedthroughstudyingdeeplythephase-tO-groundfaulttransientconditions．Thispaperintroducesprinciplesofrelayprotectionbasedonthefaultcomponentandappliesthesetothefaultlocation．Alotofworkhasbeendonetoobtainthefaultcomponent．Ononehand，toovercomethedeviati

7、onoftheexistingalgorithmwhichisduetOtheunstablefrequencyofthepowersystem，animprovedalgorithmispresented，whichcaninhibiteffectivelythedeviation；ontheotherhand，theexistingalgorithmcanobtainsignalsonlyinafewperiodsduetotheinfluenceofthefluctuationofload，andtoovercom

8、ethis，theZigBeewirelesssensornetworkisappliedtotransferthedateoffaultindicators，whichcanhelpobtainthedataoftheadjacentnode，SOanewmethodbasedontheinformationoft