基于小波包及相关分析的故障选线方法.doc

基于小波包及相关分析的故障选线方法.doc基于小波包及相关分析的故障选线方法
作者简介：熊姗霞（1988-）,女，湖北荆门人，硕士研究生，研究 方向:自控设备与精密检测技术（E-mail: ******@163. coin）；黄洪全（1962 一），男，湖北荆州人，副教授，研究方向：自控设备与精密检测技术。
摘要：分析小电流接地系统故障选线的现状及稳态选线方法的优缺 点，仔细研究配网单项接地故障特征后研究用暂态电容电流进行选线，判 据如下：先将暂态电压信号利用小波包变换进行分解，得到的能量最大值 所对应的即为特征频带，再将各零序电流在特征频带逐一分解，将各条线 路得到的小波系数组成相关性矩阵，将矩阵中的元素取平均值得到各条线 路与其他线路的平均互相关系数，数值最小者对应的为故障线路。判断过 程简洁明了，抗干扰能力强，不受中性点接地方式、电网结构等的影响， 能够适应小电流接地系统中多种故障模式，并且用MATLAB/WAVELET仿真 验证了本判据的可行性和正确性。
关键词：小电流接地系统；单相接地故障；小波变换；相关分析；暂 态量
中图分类号：TP277文献标识码：A
1引言
屮性点不接地或经消弧线圈接地是电力系统屮常见的小电流接地方
式。虽然接地电流小，零序阻抗大，发生故障后还可以持续运行1-2个小 时[1],但是长时间运行会对线路绝缘安全产生不利影响，如在线路绝缘 不良处产生对地击穿很容易引发两项或更多项对地短路事故。因此，快速 准确地找到故障线路，对于电网的正常运行及人民生活尽然有序意义重 大。
目前，各种各样的故障选线方法也随着电力系统保护技术的发展而依 次出现［2］。由于消弧线圈的电感电流和电容电流是电网接地故障时的主 要变化量，而口暂态量要远大于稳态量［3］,因此本文利用暂态故障信息 来进行故障选线。而且，电网故障的暂态信息也随着高频微处理器的发展 和广泛应用而容易采样得到。
小波分解能够简单的提取出各个时间段上信号的特性，从而弥补了 Fourier变换的不足，使故障线路的暂态信息处理更加准确［4］。文献［7］ 提出的利用小波变换对暂态电流信号进行逐层分解,选出故障特征最明显 的暂态信号，通过对比采样点对应的小波分解系数的正负来实现选线。但 只对相位进行比较，没有充分采用信号波形的具体幅值信息，对应的暂态 故障信息也相应丢失，因此，该方法准确性不强。文献［8］指出利用暂态 零序电流波形识别的相关分析法。但该电流信号是稳态工频分量和暂态分 量及噪声等叠加的，其中，稳态工频分量包含故障稳态工频分量和三相对 地电容不对称引起的分量。如果不及时滤掉故障线路和健全线路中共有的 部分，就会降低选线保护的裕度，有时甚至会导致误判。
文献［9］提出的将相关分析与小波变换相结合的方法虽然克服了上面
的缺点，但在选取电容电流分布最集中的频段时，根据文中公式所得到的 特征频段，忽视了线路中零序电压对特征频段的影响，选线准确率不高。
木文在总结了以上各种方法的优点及缺点的基础上，将小波包变换和 相关分析原理结合起來研究出了一种改进选线方法,先将暂态电压信号利 用小波包变换进行分解，得到的能量最大值所对应的频段即为特征频段， 再将各零序电流在特征频段逐一分解，将各条线路得到的小波系数组成相 关性矩阵，将矩阵中的元素取平均值得到各条线路与具他线路的平均互相 关系数，数值最