基于小波分析的母线及出线的故障选线保护研究

论文摘要

随着电力工业的快速发展,对电力系统继电保护也提出了更高的要求。应用最新的科技成果,探索新型的继电保护原理和方法。不断改善继电保护装置的性能,是广大继电保护工作者共同关心的重要课题。论文以配电网的母线及出线为研究对象,对基于小波变换、利用电流初始行波极性实现的分段单母线故障、出线故障的选线保护进行了研究。论文在分析行波电流初始极性比较保护的基础上,选择了适合做行波保护分析的小波基函数,并将该小波基函数用于提取行波信号。提出了基于小波变换的分段单母线及出线和单母线及出线的故障选线保护原理,并给出了保护的判断原理和方法,以及保护的整体流程。本文对35kv分段单母线进行了不同故障类型、不同故障位置的仿真验证,在此基础上对10kv系统进行了母线及出线故障选线的仿真验证。仿真结果表明了原理的正确性。为了将本文提出的行波极性保护应用于工程实际中,设计了行波保护硬件方案,简要介绍了硬件组成和部分功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 本课题研究的现状和发展趋势
• 1.2.1 故障阶段和继电保护的分类
• 1.2.2 母线保护及故障选线应用现状
• 1.2.3 线路单相接地故障选线现状
• 1.3 本课题研究解决的问题和主要工作
• 第二章 小波分析理论及小波特性
• 2.1 小波变换基本概念
• 2.1.1 连续小波变换
• 2.1.2 离散小波变换
• 2.2 基小波特性描述
• 2.2.1 基小波的时频窗特性
• 2.2.2 线性相位和广义线性相位
• 2.2.3 小波消失矩
• 2.2.4 紧支性与衰减性
• 2.3 不同分析目的对小波性质的要求
• 2.3.1 时频分析
• 2.3.2 弱信号的提取
• 2.3.3 信号的奇异性分析
• 2.4 工程信号分析常用基小波
• 2.4.1 几种小波的描述
• 2.4.2 行波保护中小波基的选择原则
• 2.5 小结
• 第三章 基于小波变换的行波保护原理研究
• 3.1 行波的产生及故障信号的提取
• 3.2 母线故障行波特性分析
• 3.3 基于行波极性比较母线保护原理
• 3.3.1 基于行波极性比较的母线保护原理
• 3.3.2 基于行波极性比较的分段单母线故障选线保护
• 3.4 基于小波变换的行波信号研究
• 3.4.1 行波信号的小波模极大值表示
• 3.4.2 利用模极大值的故障判别基础
• 3.4.3 模极大值下的故障特征
• 3.5 基于小波变换的出线单相接地故障选线保护研究
• 3.5.1 选线原理
• 3.5.2 测量信号的奇异性及模极大值
• 3.5.3 利用模极大值的单相接地故障选线基础
• 3.6 保护程序整体流程
• 3.7 小结
• 第四章 母线及出线的故障选线保护原理的仿真
• 4.1 仿真工具介绍
• 4.2 仿真系统和参数的介绍
• 4.3 基于小波和行波电流极性比较的分段单母线故障选线仿真
• 4.3.1 区内故障
• 4.3.2 区外故障
• 4.4 单母线的故障选线保护仿真
• 4.4.1 不同母线发生相同类型故障的仿真验证
• 4.4.2 同一母线发生不同故障类型下的仿真验证
• 4.5 基于小波模极大值的出线单相接地故障选线仿真
• 4.6 故障电压角度对仿真的影响及故障电压初始角为零时的行波提取
• 4.7 10KV 系统的模型算例
• 4.7.1 10kv 单母线多路出线系统模型
• 4.7.2 10kv 系统出线各种故障类型的仿真
• 4.8 总结
• 第五章 保护硬件方案的一点探讨
• 5.1 概述
• 5.2 保护方案整体结构框图
• 5.3 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录
• 作者硕士期间参加的科研训练及发表文章
• 致谢