高压输电线路高阻接地故障检测新方案研究

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1、上海交通大学硕士学位论文高压输电线路高阻接地故障检测新方案研究姓名：刘艳敏申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：邰能灵20090101上海交通大学硕士学位论文摘要高压输电线路高阻接地故障检测新方案研究摘要输电线路故障不但会降低电网供电的可靠性，还会严重影响电网的安全稳定运行，造成重大损失。输电线路接地短路时，故障点附近的电压急剧下降、电流急剧增大，故障特征明显，常规保护能够可靠检测和处理；而输电线路高阻接地故障时，由于过渡电阻很大，引起的电压、电流突变量很小，故障特征不明显，从而增加了检测的难度，常规保护可能无法正确动作。随着现代电网规模

2、的不断扩大，对故障检测的快速性也提出更高要求，因此，探索检测新方案，快速发现并消除高阻故障，具有重要的研究价值。小波变换具有良好的时频局部化能力，能够检测信号的微弱变化；行波保护可以超高速动作，不易受系统运行方式、振荡、电流互感器饱和等的影响，抗过渡电阻能力强，适于检测高阻故障。本文基于行波理论，利用小波分析，提出了一种高压输电线路高阻接地故障检测新方案。利用小波变换提取故障电流行波，通过比较电压、电流初始行波模极大值的极性关系，区分正、反方向故障；通过比较同一尺度的初始波头时间或不同尺度初始波头时间的比值，识别正方向区内、区外故障。理论分析与ATP仿

3、真结果表明，该方法不仅反应迅速，而且几乎不受故障位置、故障类型、故障初相角和过渡电阻的影响，能够快速、灵敏、有选择性的检测高阻接地故障。论文详细分析了输电线路直击雷、感应雷和单相接地故障的行波大小和波形，通过比较线模分量和地模分量的比值、波头和波尾最大陡度第I页上海交通大学硕士学位论文摘要的比值以及比较发生前后电流变化量差值，区分非故障性雷击（感应雷、轻型直击雷）与故障性雷击（重型直击雷）、单相接地故障。排除雷电干扰的影响，提高高阻接地故障检测的可靠性。最后，论文对上述研究成果进行了总结，提出了研究工作存在的问题和进一步研究的方向。关键词：高阻接地故障

4、，行波，小波，雷电干扰，故障检测第II页上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTANOVELTECHNIQUEFORHIGH-IMPEDANCEGROUNDINGFAULTDETECTIONINHIGHVOLTAGETRANSMATIONLINEABSTRACTThetransmissionlinefaultswillnotonlyreducethereliabilityofpowersupply,butalsoseriouslyaffectthesafetyandstabilityofthegridoperation,resultinginpower

5、loss.Lowimpedancegroundfaultoftransmissionlinecanbereliablydetectedbytraditionalprotections,becauseitproduceslargefaultmutations.Buthighimpedancefaults(HIFs)alwayscannotbedetectablebyconventionalprotectionsasitiswithsmallcurrentchange.Therefore,theresearchonnewHIFdetectingscheme

6、isveryimportant.Wavelettransformhasgoodtime-frequencylocalizationcapabilitytodetectfaintchangesignals.Travelingwaveprotectionwhichcanmoveinultra-high-speed,hardlyaffectedbysystemoperationmode,oscillation,currenttransformersaturationandsoon,issuitableforhighimpedancefaultdetectio

7、n.Basedonthat,anewmethodfordetectinghighimpedancegroundingfaultsonhighvoltagetransmissionlineisproposed.Firstly,usingwavelettransformtoextracttheinitialfaultycurrenttravelingwave.Thenthedifferenceofwavefronttimeinthesamescaleandtheratioofwavefronttimeindifferentscalescanbeusedto

8、distinguishtheinternalfaultsandexternalfaultsin