基于广域测量的小电流故障区段信号检测方法研究

摘要

在我国，配电网中性点非有效接地运行方式因其具有较高的供电可靠性而被广泛采用。在谐振接地系统中，接入消弧线圈补偿故障电流使得故障信号更加微弱，增加了对其采集难度。实时获取准确的线路故障数据，是配电网在线监测系统的重要功能之一，不仅能够为各类故障定位算法提供数据支持，而且有助于故障特征的提取以及故障类别的判断。因此，研究谐振接地系统单相接地故障信号检测问题具有重要意义。
　　本文主要研究基于广域测量技术的配电网中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障区段信号检测问题。首先对谐振接地系统单相接地故障进行了分析，介绍了零序相量的形成原理和计算方法，分析了谐振接地系统的故障特征，阐述了故障点上下游区域的故障信号分布情况，给出了谐振接地系统单相接地故障定位判据。接着，分析了零序不平衡电流以及信号采集设备对信号检测的影响，并分别给出了解决思路。设计了一种零序电流信号采集装置，采用基于ARM Cortex-M3内核的微处理器，通过GPS授时完成信号同步检测，经过ADC采样以及快速傅里叶变换获得线路信号数据。随后，对无线传感器网络时间同步算法进行了研究，给出了基于韦伯分布模型的DMTS时间同步算法，引入时间延迟参数对原有模型进行改进，采用韦氏分布对时间参数进行建模，给出优化的时间修正算法。最后，为了消除采集信号中的噪声干扰，设计了一种基于遗传算法的奇异值分解信号去噪算法。利用原始信号数据构造Hankel矩阵，运用遗传算法对矩阵结构进行优化，对含噪声信息的
　　矩阵进行奇异值分解，通过K-medoids聚类算法确定有效奇异值个数，对有效奇异值和其对应的向量进行奇异值分解反变换，还原原始信号。仿真实验结果表明，该算法效果明显。

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第1章绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究动态

1.3本文的主要研究内容

1.4论文结构

第2章配电网谐振接地系统单相接地故障区段信号甄别

2.1配电网谐振接地系统单相接地故障分析

2.2基于广域测量的小电流系统单相接地故障区段定位

2.3本章小结

第3章小电流系统单相接地故障区段信号检测

3.1零序故障电流信号检测影响分析

3.2三大全球卫星定位系统

3.3广域测量时间同步方法

3.4本章小结

第4章SVD信号去噪方法在小电流系统故障信号检测中的应用

4.1 Hankel矩阵下的SVD信号去噪方法

4.2遗传算法设计

4.3确定有效奇异值

4.4降噪结果分析

4.5本章小结

第5章结论与展望

5.1本文总结

5.2未来展望

参考文献

在校期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢