输电线路高阻接地故障检测的新方法研究

摘要

输电线路发生短路故障时将产生很大的故障电流，从而使保护装置能可靠动作切除故障。然而，由于绝缘子闪络、雷击、树枝划过电线等原因，会经常引起单相高阻接地故障，此时故障电流一般比较小，电压降小，对负荷正常工作影响较小，由于电压和电流故障特征不明显，从而增加了高阻接地检测的难度。目前国内外继电器制造厂家对高阻接地故障保护尚无较好的技术对策。高阻接地故障时，保护动作不灵敏的主要原因是反映高阻接地故障的故障量不明显。近年来随着对小波分析的深入研究使得对故障分量（特别是高频）的有效利用成为可能。研究表明，输电线路发生单相接地故障时，故障相电流和零序电流经小波变换后的模极大值在同一尺度上的同一位置极性表现为同号，同时有相同的时间特性。本文通过对输电线路单端电气量的小波模极大值极性判别，提出了检测单相高阻接地故障的新方法。 由于高阻接地故障后的电量变化小，因此高阻接地检测方法容易受到系统正常操作如电容器投切、线路空载合闸以及单相重合闸的影响。通过对超高压线路故障暂态电流的理论分析，论文发现输电线路发生故障时会产生大量的暂态信号，并且在正常投切操作时，也会出现大量暂态高频分量。在此基础上，本文利用最小二乘法提取了故障及正常投切后一个周波内的暂态谐波分量，通过比较二者谐波分量能量和与基波能量之比形成区分故障与正常投切的判据。大量ATP仿真以及RDTS实验结果表明，该方法具有良好的性能，能准确识别高阻接地故障，并能保证在系统正常投切时不误发信号，从而提高电网行安全性和可靠性。 最后，综合全文分析，对整个研究工作存在的问题和有待于解决的问题进行了总结。