小电流接地系统单相接地故障多判据融合选线方法研究

• 作 者: 张海欣
• 出 处: 燕山大学
• 发表日期: 2020年03期
• 关键词: 单相接地故障 故障选线 过渡电阻 双树复小波 证据理论

小电流接地系统中,单相接地故障发生几率较高且接地故障复杂多样,导致单一选线准确率较低的问题日益突出,而传统的人工巡线方式降低了选线效率,扩大了故障影响范围。并且随着自动化技术水平的提高,选线装置在自动化与选线准确率方面需要做出进一步的改进。因此,小电流接地系统单相接地故障多判据选线算法的研究是国内外亟待解决的难题。为了更好的解决单相接地故障选线问题,分析了中性点不接地和中性点经消弧线圈接地系统的暂态零序等效模型,建立了微分方程数学模型。根据接地过渡电阻的不同,得出系统在过阻尼、欠阻尼过渡过程中故障零序电压、零序电流变化的表达式,通过MATLAB仿真与公式推导结果对比分析,验证了理论分析结果能较好地反映不同过渡电阻接地故障时各线路的暂态特性。根据不同过渡电阻零序电流表达式中各分量的不同,采用时移不变性较好的双树复小波对各线路故障信息进行分层提取,从而准确得到不同频段的故障分量。针对不同频段的故障分量,构造了相应的选线测度。对中性点不接地系统,采用FFT分析得到故障稳定后工频幅值与相位信息,利用这些信息构造稳态故障测度;对消弧线圈接地系统,利用双树复小波分解后的直流小波系数构造直流故障测度;对以上两种系统,均选取双树复小波分解与重构到第二层的小波系数构造暂态故障测度;依据首半波电流极值点处,零序电压变化率符号与非故障线路符号一致,与故障线路符号相反且故障线路电流等于所有非故障线路电流之和且二者流向相反的特征,构造首半波选线测度。以故障测度值为依据,将其划分为有效域,可行域,不可行域三个区间,并对位于不同区间的测度制定相应选线规则,对多种选线测度构造了基本信度分配函数,并运用D-S证据理论实现多判据信息融合,进而弥补单一选线算法的不足。最后,搭建了10kV配电系统单相接地故障MATLAB仿真模型以及配电网静态模拟综合实验系统。通过对本文提出的选线方法进行大量的数据仿真与实验分析,验证了文中选线方法的正确性。