專利名稱：諧振接地電網(wǎng)單相接地故障db小波暫態(tài)量選線方法
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小波包對零序電流分解提取暫態(tài)零序電流，通過比較信號能量最大的特 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m^v-eekv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 地故障時電流較小，電網(wǎng)線電壓仍然對稱。按照我國電力系統(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。近年來，國內(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，針對現(xiàn)有技術(shù)中由于消弧線圈對零序電流工頻分量 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小波包對暫態(tài)零序電流信號進(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 ；在各個可能取樣的頻帶范圍內(nèi)利用信號能量 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，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。以下對本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。本發(fā)明的步驟⑴中，選取db小波包對暫態(tài)零序電流信號進(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，在各個可能取樣的頻帶范圍內(nèi)利用信號能量最 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，小波包分解是根據(jù)需要對小波分解 過程中沒有被分解的高頻信號進(jìn)行再分解，其目的是根據(jù)代價函數(shù)選取合適的基波函數(shù)， 然后對在這樣的小波包基函數(shù)下分解后的信號進(jìn)行時頻分析，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，電路中會出現(xiàn)較大的暫態(tài)分量，且 在一段時間內(nèi)特征信號幅值遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)時幅值大，所以從故障發(fā)生時暫態(tài)信號分量入手，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小波包對零序電流進(jìn)行分析，在各個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。


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Simlink中的PSB 建立了一個三出線的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)施例方式選取db小波包對暫態(tài)零序電流信號進(jìn)行分解，提取暫態(tài)零序電流中的高頻分量； 在各個可能取樣的頻帶范圍內(nèi)利用信號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Simlink中的PSB建立了一個；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0de23tb算法，允許誤差為0. 001，采樣頻率為 8kHz，仿真時間0. ls，線路1長20Km，線路2長10Km，線路3長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)
正序參數(shù)零序參數(shù)R(Q/km)0. 450. 74L(H/km)0. 9337 X ICT34. 1264 X ICT3C(F/km)70. 74 X ICT947. 8 X ICT9對仿真模型提取的零序電流進(jìn)行4層分解，然后利用能量最大原則來選取頻帶， 比較該頻帶下的信號極性。通過所得的出5種不同典型條件下的接地故障實(shí)驗(yàn)結(jié)果。可以看到當(dāng)母線發(fā)生故障時，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，通過這一判據(jù)可準(zhǔn)確的判斷出是母線發(fā)生接地短路故障。同時，本實(shí)驗(yàn)在改變故障接地 位置，線路參數(shù)以及過補(bǔ)償度的情況下，經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明依然可以準(zhǔn)確選出故障線路。
權(quán)利要求
1.一種諧振接地電網(wǎng)單相接地故障db小波暫態(tài)量選線方法，其特征是，該方法的步驟為(1)選取db小波包對暫態(tài)零序電流信號進(jìn)行分解，提取暫態(tài)零序電流中的高頻分量， 該高頻分量為采樣頻率；在各個可能取樣的頻帶范圍內(nèi)利用信號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，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1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，其特征 是，所述采樣頻率為8kHz。
全文摘要
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，其步驟為(1)選取db小波包對暫態(tài)零序電流信號進(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；在各個可能取樣的頻帶范圍內(nèi)利用信號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，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。該方法簡單，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。
文檔編號G01R31/02GK102135591SQ20111004756
公開日2011年7月27日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者周羽生, 張帆, 朱磊, 董慎學(xué), 賀偉, 高小剛 申請人:長沙理工大學(xué)