基于小波奇异熵的配电网电缆接地故障研究

• 作 者: 孙萌
• 出 处: 西安理工大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 电缆接地故障 小波奇异熵 小波模极大值 行波测距

城市的迅速发展使其对电能的需求量不断增长,但有限的城市空间却限制了架空线的使用,因此造成电缆在配电网中所占的比重逐年增加。由于电缆多敷设于地下,敷设过程中可能会造成机械损伤,导致绝缘受损产生“水树枝”现象,进而导致更严重的故障发生。因此,寻找适当的检测方法在故障发生后能够在较短的时间内判断故障类型、找到故障点位置、迅速检修恢复供电,对提高配电网供电可靠性具有十分重要的意义。本文针对电缆供电系统中的各类接地故障,建立了基于小波奇异熵的故障类型识别体系,开发了电缆故障初步分类模块、两相短路故障分类模块以及接地故障分类模块。其中,故障初步分类模块以故障信号经小波分析后得到的零序电压最低频段小波系数能量作为初步分类模块的输入量;以三相电压的小波奇异熵经处理的Ma、Mb、Mc值作为两相短路故障、单相接地故障和两相短路接地故障分类模块的输入向量。仿真结果表明,该方法可以正确识别各种接地故障,且在-定范围内不受故障距离、故障初相角和过渡电阻影响。对于电缆故障距离定位,通过提取故障电流行波信号的首半波,对其进行卡伦布尔变换去除耦合作用,得到在频域内相互独立的三个分量--o模、α模、β模,使故障信号检测更加有效。对不受接地电阻、大地电阻率等因素影响的波速稳定的α模分量进行小波分解,得到其中的高频故障信息,再对其进行小波模极大值分解,得到倍号的奇异点,找出电缆两端的模极大值对应的行波到达时间,依据双端D型行波原理公式求解出故障距离,从而达到故障定位的目的。仿真结果显示,该方法可以对各种电缆接地故障进行定位,满足工程上的定位精度要求。