基于冗余表决的行波小波系数极大值极性法配电网接地故障选线原理研究.pdf

维普资讯 第34卷 第7期 继 电器 Vol，34 No，7 2006年4月1日 RELAY Apr．1，2006 13 基于冗余表决的行波小波系数极大值极性法 配电网接地故障选线原理研究 黄景光。，刘会家。，吕艳萍 (1．三峡大学，湖北 宜昌4430o2；2．武汉大学，湖北 武汉430072) 摘要：研究了配电网中单相接地短路故障时暂态行波的特性 ，利用母线电压及各线路电流暂态行波O模初始 波头的小波系数的极大值极性的特征，构成了新的基于小波分析 的故障选线保护判据 ，通过识别初始波头小 波系数的极大值 ，判断极大值极性特征，并对多次判断结果进行冗余表决，完成故障选线工作。该文利用 Matlab建立了一个典型的配电网系统仿真模型，通过编写选线保护仿真程序，完成对仿真结果的计算和分析 ， 证明了此方法的正确和有效，并对应用研究提 出了有益的建议。 关键词 ：小波分析 ；故障选线 ；极大值极性； 冗余表决 中图分类号 ：TM7ll，TM77 文献标识码 ：A 文章编号：l003_4897(2006)O7—oo13 5 0 引言 l 行波的波过程分析及选线保护理论依据 通过对配电网单相接地故障的分析，我们知道， 文献 [5]认为，行波是一个暂态量，只有系统中 对于中性点不接地或者经消弧线圈接地的系统，基 发生接地时才会产生。这样理解是不准确的。电力 于稳态基波分量的接地保护灵敏度往往不够，甚至 系统中能量的传输和交换都是行波过程，无论系统 完全失去了应有的选择性，以至于不能用来构成故 是正常运行、短路、断线，还是断路器操作等。当我 障选线保护。存在于电源电压中的奇数整次谐波如 们把电力系统中的各元件理解为分布参数元件时， 5次、7次等，由于含量仅 占基波的百分之几，数值太 电能在电力系统中的传输过程就应该理解为电磁波 小，传统方法不易提取。因此，配 电网接地故障的特 过程，这就是行波。暂态行波只是电力系统暂态引 点决定了一般基于稳态电气量原理的选线保护装置 起的行波过程，其本质是系统暂态过程中能量的变 存在先天的缺陷，其准确性和可靠性都难以令人满 化和交换。暂态行波由其波源向系统中其它点以电 意 一 。 磁波速传播，在系统中引起一系列波过程。暂态行 波的这一特征，独特而显著，所以，行波原理可以用 来构成性能优异的继电保护及其它 自动化装置 。 1．1 变电站进出线路上的暂态行波过程 在对称三相输电线路中的 点，某时刻t的电 压、电流瞬时值应满足下列波动方程 ： 图1 行波入侵变电站示意图 f [1l]=[￡][c] [1l山] Fig．1 A travelwavearrivesapowertransformersubstation { Ot： (1) I [f]=[c][￡] [fab] 当电力系统发生故障时，由故障点暂态引起的 行波，会由此点以电磁波速向系统的其他部分传播 ， 其中：为线路位置，t为时间，L、c分别为单位长度 对于同一