超高压输电线路单相自适应重合闸方法的研究

摘要

目前自动重合闸在超高压电网中得到了广泛的应用，并且是保障电力系统安全供电和稳定运行的有效措施之一。但是常规自动重合闸存在盲目重合，对电力系统再次造成冲击。自适应重合闸的一个特点是能在断路器闭合前准确判断故障性质，这样重合闸的成功率得到大幅度提高，闭合于永久性故障的情况也得到制止，线路受到再次冲击的程度大大降低，电力系统的各种运行条件得到保障。本文研究超高压输电线路故障建模及仿真方法，探讨线路故障性质识别新算法和自适应重合闸实现新方法。
　　 首先，对国内外现有自适应重合闸故障识别方法及判据进行分析比较，研究了故障输电线路瞬时和永久性两种故障性质下一次电弧、二次电弧的动态特性及其对故障电压的影响。通过输电线路的故障仿真分析，得出带或不带并联电抗器的输电线路故障相端电压的波形。
　　 其次，将小波包变换、近似熵与样本熵等应用于输电线路故障暂态信号分析，讨论了故障信号的小波包分解与重构、频带划分及选择等问题，分析了电气故障信号的近似熵与样本熵计算方法。
　　 最后，对故障相输电线路电弧电压波形展开研究。得出了瞬时性故障时，断路器跳闸后故障相电压高频暂态分量在电弧熄灭前相对稳定，变换趋势显现出波动性;在永久性故障时时，高频分量单调衰减速度相对快些的结沦。利用小波包变换与熵值算法分析信号的复杂度变化特性，提出了一种自适应重合闸的新判据，给出了相应实现方法。对不同故障类型、不同故障位置、不同接地电阻情况下的线路故障仿真及自适应重合闸仿真，验证了本文所提的故障性质识别方法的可行性和有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 自适应重合闸判别方法的研究现状

1．2．1 利用恢复电压判别故障的判据

1．2．2 利用耦合电压判别故障的判据

1．2．3 基于一次电弧性质的故障判别方法

1．2．4 基于二次电弧性质的故障判别方法

1．2．5 在人工智能的基础上提出的故障判别方法

1．3 本文的主要工作

第2章 线路故障信号分析相关方法

2．1 小波变换

2．1．1 小波的定义

2．1．2 离散小波变换

2．1．3 连续小波变换

2．1．4 小波多分辨率分析

2．2 小波包分析

2．2．1 小波包的概念

2．2．2 小波包的分解与重构

2．3 小波包基的选取

2．4 熵的基本概念

2．4．1 近似熵

2．4．2 样本熵

2．5 本章小结

第3章 输电线路故障建模及仿真

3．1 电弧特性分析

3．1．1 一次电弧动态变化特性研究

3．1．2 二次电弧变化动态特性研究

3．2 仿真软件的介绍

3．2．1 ATP软件简介

3．2．2 ATPDraw简介

3．3 单相接地故障仿真

3．3．1 电弧建模

3．3．2 永久性单相接地故障仿真

3．3．3 瞬时性单相接地故障仿真

3．4 本章小结

第4章 自适应重合闸新判据的研究

4．1 故障性质判别原理

4．2 故障识别具体实现方法

4．3 故障电压小波包分析

4．4 小波包系数的熵值分析

4．4．1 小波包系数的近似熵分析

4．4．2 小波包系数的样本熵分析

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢