一种频域分析的行波法在配电网故障定位中的应用-论文.pdf

《一种频域分析的行波法在配电网故障定位中的应用-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年23期科技一向导◇科技论坛◇一种频域分析的行波法在配电网故障定位中的应用杜昌要(平凉新安煤业有限责任公司江苏徐州744200)【摘要】对于单端辐射状的配电网，要想实现单相接地故障后的准确定位，必须得到故障后的行波波头以及特征波头的时间间隔，目前在特征行波的提取方面一直没有产生很好的解决方案。本文利用人工建立母小波对故障暂态信号的频域进行分析，比较精确的获得了接地点的特征频率值．同时判断对端母线反射行波波头到达时刻，计算初始波头和对端母线反射波头的时间间隔达到确定故障距离的目的；利用PSCAD仿真实验验证．该方法通过对故障后的暂态信号进行暂态分析，

2、能够实现单端辐射状配电网下的单相接地故障定位。【关键词】故障定位；人工建立母小波；时间间隔；反射行波O．引言原始信号在某一对应时刻的变化率是通过小波变换系数反映得在工矿企业的6-10KV配电网中．单相接地故障发生率较高．由到的。时域分析中的小波函数采用如下的选择依据：于故障后．三相线电压仍保持对称因此允许系统继续运行2—3h，但是①正交紧支小波。具有正交性的小波函数能够将信号经小波变换系统的相电压升高至线电压值．长时间运行会对线路绝缘和设备运行后任然逼近于原始信号，紧支集的正交小波具备缩小误差的优点。在产生影响．因此如何查找故障位置成为制约智能电网发展的一

3、个因素相同分解尺度下．紧支集越窄．时域局部化能力越强，定位效果越好，『针对配电网线路拓扑多采用单端辐射状且分支馈线多的情况，由能够充分简化小波分析的计算量。于特征信号不易提取．传统的阻抗法容易受故障点过接地电阻、中性②复小波函数在提供暂态信号幅值的基础上．还包含信号的相位点接地方式以及分布电容的影响，导致定位精度较差。“s”注入法的信息，但不适合应用到本文的故障定位中。注入信号能量受电压互感器精度的影响．只能应用于永久性故障，不③Db系列小波。Db小波函数具有紧支性、高阶消失矩这样的优容易实现：其它方法包括加信传递函数法[51、解微分方程法等，大多数点．因

4、此更容易将暂态信号中的高阶奇异点提取出来。虽然Db系列小停留在理论分析阶段．未能应用到实际配电网中。波的支集长短和小波序号有特征关系．但不同的小波波形有相异的局本文在结合现有故障暂态行波频域分析的基础上．将输电线路的部化能力。频域单端行波定位法应用于配电网中．而且故障信号的频域分析法不2．反射行波辨别的频域分析方法需要提取行波的波头该方法首先运用改进小波分析理论找到单相接针对中低压配电网．利用频域中的特征频率来进行故障定位和故地故障后的特征频率．初步确定接地故障的发生范围．然后引入单端障距离测算．采用如下的方法步骤：行波频域测距方法．利用GPS同步对时得到

5、对侧母线反射波的准确时(1)从监测点采集故障后两个工频周期的故障信号，采用clark变间，根据初始波头以及对端母线的反射波头时间间隔来精确故障定位。换，对其中的“模量进行小波解析，得到故障特征频率f，代人公式(1)1．基于小波函数理论的频域故障定位方法计算相应的故障距离L：1．1故障特征频率的提取方式(2)依据故障行波定位的基本公式计算：从暂态信号中来提取故障特征频率理论是指由于线路在输电过f△T1=2一)程中产生的行波在频域上呈现出某几个特定的频率，这些频率信号和l△1"2=2x故障接地点到监测点的距离有特定的函数关系_I1。特征频率与上述距其中，△T。

6、是故障点初始波头和反射行波的时间间隔，△是对离关系的关系式为：侧母线反射行波与初始波头的时间间隔．v是行波的传播速度，L是故f’(1)障线路的长度．x为故障点和监测点之间的距离。3．仿真验证其中．故障行波传播到正常线路端点时，n为2；若故障行波传播利用PSCAD软件搭建煤矿10kV单端辐射状配电网的拓扑结到故障点或者分支节点，n为4，L为对应距离的长度。构．其中．为了反映线路的暂态和谐波特点．电缆线路采用依频特性1．2人工自建小波函数理论的模型。从时域角度考虑．由被分析信号与母小波函数进行卷积得到小波模拟2号线路0．1s距离母线5kin发生A相接地故障．接

7、地电阻变换中的小波系数．它表征了被分析信号与母小波的相关度。若配电1007．通常配电网发生接地故障后．行波可持续0．7个工频周期，本文网发生不对称故障．故障发生时间、位置以及接地电阻都会影响故障选取故障发生后0．05s的波形作为待处理信号波形．孤单的单一母小波不能够完全反映所有类型的故障特征，因此，故障测距中的行波特征频率范围为10～100kHz．常规的电流互感对于某一次接地故障而言．应用提取到的故障特征人工自建母小波函器能够提取到100kHz的暂态信号．结合奈奎斯特采样定理．采样频率数分解故障信号．充分的放大故障信号。综上所述，一个小波函数对应取1MHz

8、。搭建的IOKV单端辐射状配电网如下图所示：一起接地故障．从而能够