基于小波变换的消弧线圈接地系统单相接地故障选线研究

摘要

我国35kV及以下配电网中性点普遍采用中性点非有效接地方式，即中性点不接地或中性点经消弧线圈接地。配电网故障中80％为单相接地故障，但是由于接地方式不同、系统扰动等随机因素影响，导致接地故障选线长期缺乏有效的、高精度、抗干扰的故障选线方法和故障选线装置，严重影响配电网供电可靠性。
　　 为此，通过介绍国内外现有各种故障选线方法的研究现状，比较分析其选线方法的原理和优缺点，重点分析了非有效接地系统发生单相接地故障的暂态故障过程；通过分析得知暂态过程时间短，但是其暂态幅值是稳态幅值的数倍，且不受中性点接地方式的影响。在这基础之上，引入近年来被广泛使用的时、频域分析工具小波变换；根据对小波性质的研究，得出了在配电网单相接地故障中选择小波函数应该重点考虑的四个原则。利用小波变换对信号有很好的奇异点检测特性，结合能量最大原则，本文提出了一种基于Db小波包分析暂态零序电流，提取特征频带下信号，比较各特征信号极性来确定故障线路的选线方法。
　　 本文应用MATLAB7.0建立了一个35kV/10kV的小电流接地系统模型，对小电流接地系统各种故障状态进行仿真实验。在仿真中，通过对接地点位置、合闸角、接地电阻等参数设置不同值来对故障选线方法的选线效果进行分析，通过仿真验证了该方法的有效性，方法简单，易于实现，为解决配电网接地故障选线提供了新的技术方法，具有很好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 小电流接地系统单相接地故障选线技术的现状

1.2.1 国外研究概况

1.2.2 国内研究概况

1.3 接地选线保护原理

1.3.1 故障参数选线方法

1.3.2 利用外加诊断信号的选线方法

1.3.3 其他选线法

1.4 目前使用的选线方法存在的缺陷与不足

1.4.1 消弧线圈补偿影响

1.4.2 故障信息量容易受到外界影响

1.4.3 其他因素的影响

1.5 论文的主要工作

第二章 小电流接地系统单相接地故障特征分析

2.1 中性点接地方式概述

2.2 中性点不接地系统单相接地故障分析

2.2.1 故障稳态特征分析

2.2.2 故障暂态特征分析

2.3 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障分析

2.3.1 故障稳态特征分析

2.3.2 故障暂态特征分析

2.4 本章小结

第三章 小波分析及选取原则

3.1 小波的介绍

3.1.1 小波的基本定义

3.1.2 小波的分类

3.1.3 多分辨率分析

3.1.4 小波包分析

3.2 小波分析在电力系统中的应用

3.3 常用单相接地故障的小波函数类型的比较分析

3.3.1 小波的性质

3.3.2 小波实例分析

3.4 本章小结

第四章 基于小波包变换的小电流接地选线方法

4.1 小波包变换

4.2 选线算法

4.2.1 故障特点

4.2.2 小波基的选择

4.2.3 分解尺度的选择

4.2.4 特征频带的选择

4.2.5 细节分量的重构

4.2.6 边界处理

4.2.7 选线步骤

4.3 本章小结

第五章 MATLAB环境下的仿真实例分析

5.1 MATLAB仿真软件介绍

5.1.1 动态仿真工具箱

5.1.2 电力系统模块库

5.1.3 小波工具箱

5.2 谐振接地系统建模仿真

5.2.1 仿真系统结构

5.2.2 仿真系统参数设置

5.2.3 仿真系统模型及说明

5.2.4 典型仿真波形

5.3 仿真实例分析

5.4 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A（作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利）