[發(fā)明專利]諧振接地電網(wǎng)單相接地故障db小波暫態(tài)量選線方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110047566.6
• 申請(qǐng)日: 2011-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN102135591A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周羽生;朱磊;高小剛;董慎學(xué);賀偉;張帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08;G01R31/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)故障選線技術(shù)，具體是指針對(duì)電力系統(tǒng)諧振接地電網(wǎng)單相接地故障的特征，應(yīng)用db小波包對(duì)零序電流分解提取暫態(tài)零序電流，通過比較信號(hào)能量最大的特征頻帶中各線路零序電流模極大值極性和零序電壓首半波極性實(shí)現(xiàn)故障選線。

背景技術(shù)

我國(guó)6kv-66kv配電網(wǎng)中性點(diǎn)普遍采用中性點(diǎn)非有效接地方式，即中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。配電網(wǎng)故障中80％為單相接地故障，此種接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)電流較小，電網(wǎng)線電壓仍然對(duì)稱。按照我國(guó)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：在一般情況下非有效接地系統(tǒng)可帶單相接地故障運(yùn)行0.5-2小時(shí)。

近年來，國(guó)內(nèi)外已有多種基于單相接地故障穩(wěn)態(tài)分量的小電流接地選線方法，如：群體比幅比相法、五次諧波法、零序?qū)Ъ{法等。由于消弧線圈對(duì)零序電流工頻分量的補(bǔ)償作用，導(dǎo)致無法利用穩(wěn)態(tài)分量進(jìn)行選線或?qū)е逻x線失敗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中由于消弧線圈對(duì)零序電流工頻分量的補(bǔ)償作用而導(dǎo)致無法利用穩(wěn)態(tài)分量進(jìn)行選線或?qū)е逻x線失敗的問題，提出一種諧振接地電網(wǎng)單相接地故障db小波暫態(tài)量選線方法，它能夠有效提高諧振接地電網(wǎng)故障選線的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述諧振接地電網(wǎng)單相接地故障db小波暫態(tài)量選線方法的步驟為：

(1)選取db小波包對(duì)暫態(tài)零序電流信號(hào)進(jìn)行分解，提取暫態(tài)零序電流中的高頻分量，該高頻分量做為采樣頻率，頻率為8kHz；在各個(gè)可能取樣的頻帶范圍內(nèi)利用信號(hào)能量最大原則選取特征頻帶；

(2)、根據(jù)采樣頻率的特征，比較特征頻帶中各線路零序電流模極大值極性和零序電壓首半波來做出選線；如果母線發(fā)生故障時(shí)，各線路的電流模極大值極性一致且都與零序電壓首半波極性相反，從而準(zhǔn)確的判斷出是母線發(fā)生接地短路故障。

以下對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的步驟(1)中，選取db小波包對(duì)暫態(tài)零序電流信號(hào)進(jìn)行分解，提取暫態(tài)零序電流中的高頻分量；暫態(tài)電流中主要是由暫態(tài)電容電流構(gòu)成，電容電流自振蕩頻率一般為300-1500Hz，這里采樣頻率采用是8kHz，在各個(gè)可能取樣的頻帶范圍內(nèi)利用信號(hào)能量最大原則選取特征頻帶。

本發(fā)明采用小波包變換來分解暫態(tài)電流信號(hào)，小波包分解是根據(jù)需要對(duì)小波分解過程中沒有被分解的高頻信號(hào)進(jìn)行再分解，其目的是根據(jù)代價(jià)函數(shù)選取合適的基波函數(shù)，然后對(duì)在這樣的小波包基函數(shù)下分解后的信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析，它不但具有小波分析的優(yōu)點(diǎn)，而且還擴(kuò)展了小波分析的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)原理是，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，電路中會(huì)出現(xiàn)較大的暫態(tài)分量，且在一段時(shí)間內(nèi)特征信號(hào)幅值遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)時(shí)幅值大，所以從故障發(fā)生時(shí)暫態(tài)信號(hào)分量入手，作為判斷故障線路的依據(jù)，能夠有效的提高接地故障檢測(cè)保護(hù)的性能。

由以上可知，本發(fā)明為一種諧振接地電網(wǎng)單相接地故障db小波暫態(tài)量選線方法，它利用db小波包對(duì)零序電流進(jìn)行分析，在各個(gè)可能取樣的頻帶范圍內(nèi)根據(jù)能量最大原則選出特征頻帶，利用小波工具分析所得的故障線路電流與非故障線路模極大值極性相反的特征，并結(jié)合首半波法，選出故障線路。該方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，提高了諧振接地電網(wǎng)故障選線的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是選線接地程序流程圖。

圖2是諧振接地系統(tǒng)主程序模型。該圖為運(yùn)用Matlab7仿真庫(kù)Simlink中的PSB建立了一個(gè)三出線的35kV/10.5kV中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地配電網(wǎng)系統(tǒng)，利用仿真系統(tǒng)中添加的三相接地模塊可以合理控制不同情況下的接地短路故障類型。并用加法器搭配錄波器錄取故障狀態(tài)下各條線路的零序電壓、零序電流波形，目的是給小波工具提供分析的有效數(shù)據(jù)。

具體實(shí)施方式

選取db小波包對(duì)暫態(tài)零序電流信號(hào)進(jìn)行分解，提取暫態(tài)零序電流中的高頻分量；在各個(gè)可能取樣的頻帶范圍內(nèi)利用信號(hào)能量最大原則選取特征頻帶，然后比較特征頻帶中各線路零序電流模極大值極性和零序電壓首半波極性來做出選線。

運(yùn)用Matlab7仿真庫(kù)Simlink中的PSB建立了一個(gè)35/10.5kV的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地配電網(wǎng)系統(tǒng)，包含3條出線。采用Ode23tb算法，允許誤差為0.001，采樣頻率為8kHz，仿真時(shí)間0.1s，線路1長(zhǎng)20Km，線路2長(zhǎng)10Km，線路3長(zhǎng)30Km。取過補(bǔ)償為8％，經(jīng)計(jì)算得出消弧線圈參數(shù)為：L＝0.737H輸電線路采用PSB模塊庫(kù)中的貝杰龍數(shù)學(xué)模型，線路的正序、零序參數(shù)如表1所示。

表1線路參數(shù)