基于小波分析的配电网单相接地故障定位研究

论文摘要

随着社会经济的发展,对电力需求日益增长,同时对供电质量和配电自动化的水平提出了更高的要求。配电网大多采用小电流接地系统,单相接地故障定位研究一直是电力系统的研究热点。小波变换是近年来发展壮大起来的应用数学领域的一个分支,其在电力系统中也得到了广泛的应用。作为一种全新的时频分析方法,它可以随着信号频率高低的变化自适应地调节其时频窗的形状,被认为是暂态信号的理想分析工具。通过对单相接地故障后的稳态和暂态过程分析并比较后得出结论,暂态过程携带丰富的故障信息,小波分析方法完全有能力提取出这些“隐藏”的信息。故障定位包含两个部分,一是故障选线,即在各条出线中选出发生故障的线路;二是故障测距,即准确测量故障线路的故障点位置。文章提出了一种新的选线判据,它利用各线路零序电流暂态分量的小波变换的细节分量,依据在特征尺度下各值的大小及极性判断出故障线路。文章还对利用行波法进行故障测距进行了尝试,利用小波变换模极大值检测理论,检测行波到达时刻,实现故障测距。经过大量仿真试验验证了选线判据与测距判据的有效性和准确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 小电流接地系统故障定位的意义及特点
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 配电网故障定位基本方法及原理
• 1.4 配电网故障定位研究展望
• 1.5 论文主要工作
• 2 配电网单相接地故障分析
• 2.1 故障稳态特征分析
• 2.1.1 中性点不接地系统
• 2.1.2 中性点经消弧线圈接地系统
• 2.1.3 稳态故障特征分析结论
• 2.2 暂态故障特征分析
• 2.2.1 中性点不接地系统
• 2.2.2 中性点经消弧线圈接地系统
• 2.2.3 暂态故障特征分析结论
• 2.3 本章小结
• 3 小波分析及其在电力系统中的应用
• 3.1 小波分析理论概述
• 3.1.1 连续小波变换（CWT）
• 3.1.2 离散小波变换（DWT）
• 3.2 基于小波分析的故障选线原理
• 3.3 基于小波分析的行波故障测距原理
• 3.4 小波分析在电力系统中的应用
• 3.5 本章小结
• 4 基于MATLAB的小电流接地系统建模与仿真
• 4.1 小电流接地系统建模与实现
• 4.2 中性点不接地系统仿真及结果分析
• 4.2.1 正常运行状态仿真
• 4.2.2 线路3发生A相接地故障的仿真
• 4.2.3 单相故障时零序电压电流波形仿真
• 4.3 本章小结
• 5 小电流接地系统单相接地故障选线及仿真
• 5.1 用于故障选线的单相接地故障特征
• 5.2 故障选线算法
• 5.2.1 选线算法的总结
• 5.2.2 提出选线算法及具体步骤
• 5.3 选线算法分析
• 5.3.1 小波基的选取
• 5.3.2 分解尺度的确定
• 5.4 中性点不接地系统故障选线仿真
• 5.4.1 母线故障仿真
• 5.4.2 线路故障仿真
• 5.5 本章小结
• 6 小电流接地系统单相接地故障行波测距研究
• 6.1 故障测距方法概述
• 6.1.1 阻抗法测距概述
• 6.1.2 行波法测距概述
• 6.2 行波测距的理论基础
• 6.2.1 电流行波的故障特征
• 6.2.2 行波信号的测量与采集
• 6.3 暂态电流行波测距算法
• 6.3.1 故障测距算法具体步骤
• 6.3.2 故障测距算法流程
• 6.3.3 暂态电流行波故障测距实例仿真
• 6.4 10kV配电系统实例仿真
• 6.5 本章小结
• 7 结论与展望
• 致谢
• 参考文献