基于小波分析的小电流接地系统单相接地故障选线研究

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电力系统中性点接地方式是指系统中的发电机与变压器的中性点与地的连接方式。我国6至35kV的配电网都采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式,这种配电系统称为小电流接地系统。在小电流接地系统中,单相接地故障发生的概率比较大,及时准确地选取故障线路,确定故障位置对提高供电可靠性具有重要意义。单相接地时的接地电流小是小电流接地系统的一个非常重要的优点,而这在判断故障线路时却成了一个非常不利的因素,微弱的接地电流往往被噪声所淹没,给选线带来很大的困难。到目前为止还没有一个非常完善的选线理论。随着配电网自动化水平的提高,对该问题的进一步研究也变得越来越迫切。针对小电流接地系统的单相接地故障选线问题,本文对原有的选线方法进行总结和分析,指出了原有的选线方法所存在的缺点和不足。分析了中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经高阻接地系统发生单相接地故障后所出现的暂态和稳态特征,从而为研究故障选线的新方法提供了理论基础,明确了利用暂态量进行故障选线的研究方向。小波分析作为一种新兴的信号处理工具,能同时进行时域和频域分析,优于传统的傅里叶变换,在电力系统暂态信号处理中具有广阔的应用前景。本文研究了小波理论及其扩展的小波包分析理论,基于小波包分析,提出了采用故障暂态量的选线方法。该方法充分利用故障后各线路的暂态零序电流和零序电压,理论基础完善。利用matlab中的simulink工具包搭建了一个5条出线的简单配电网模型,对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地两种情况下的单相接地故障进行了仿真,在仿真中通过改变中性点的接地方式、合闸角、接地电阻来对本文所提选线方法的效果进行验证,结果均表明该算法准确可靠。
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