基于S變換的配電網(wǎng)單相接地故障選線與故障定段研究.pdf

1、我國中、低壓配電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)非有效接地運(yùn)行方式(俗稱小電流接地方式)，這種接地方式具有提高供電可靠性的優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于故障點(diǎn)電流微弱，很難進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位。目前，國內(nèi)外對故障定位的研究大多集中在故障選線部分，對于如何確定故障區(qū)段還缺乏較成熟的研究成果。因此，小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后如何進(jìn)行快速、準(zhǔn)確定位仍是我們現(xiàn)階段亟待解決的難題。
　　 利用故障后的暫態(tài)信號進(jìn)行故障定位比利用故障后產(chǎn)生的

2、穩(wěn)態(tài)信號具有更大的優(yōu)勢:暫態(tài)信號具有幅值遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)信號，且不受消弧線圈和故障點(diǎn)電弧不穩(wěn)定影響的特點(diǎn)，能夠有效彌補(bǔ)利用穩(wěn)態(tài)量進(jìn)行故障定位的不足。目前已有的暫態(tài)方法只對暫態(tài)信號的時(shí)域特征進(jìn)行了分析，而忽略了不同頻率下信號特征的差異，對暫態(tài)信號的頻域特征、故障信息的提取和利用方式缺乏深入的研究。
　　 針對上述問題，本文提出了利用S變換提取故障后產(chǎn)生的暫態(tài)零模電流信號的主諧振頻率，并結(jié)合智能配電終端，實(shí)現(xiàn)小電流接地故障快速、準(zhǔn)確的定位

3、。本文主要做了以下方面的工作:
　　 (1)分析了配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后暫態(tài)零模電流的頻域特征，主要是暫態(tài)零模電流在特征頻段(SFB—SpecialFrequencyBand)內(nèi)的分布規(guī)律:故障線路故障點(diǎn)上游各檢測點(diǎn)測得的暫態(tài)零模電流的主諧振頻率位于SFB內(nèi)，非故障線路和故障點(diǎn)至負(fù)荷段各檢測點(diǎn)測得的暫態(tài)零模電流的主諧振頻率位于SFB外。在SFB內(nèi)，系統(tǒng)各線路的輸入阻抗均呈容性，可以用集中參數(shù)表示。SFB的界限非常明確，而且包含

4、了故障暫態(tài)零模電流信號的主要能量，可以保證檢測結(jié)果的可靠性和正確性，因此，可以用來作為判斷故障位置的依據(jù)。
　　 (2)提出了利用S變換運(yùn)算提取故障后暫態(tài)零模電流主諧振頻率的方法。S變換具有較好的時(shí)頻分辨率和時(shí)頻定位能力，能夠反映非平穩(wěn)信號的局部特征，既適用于具有突變性質(zhì)的非平穩(wěn)信號的分析，又在信號特征提取方面具有結(jié)果直觀、物理含義明確的優(yōu)勢，適用于暫態(tài)零模信號的提取。
　　 (3)通過對故障后暫態(tài)零模電流頻域特征的分析

5、，結(jié)合S變換運(yùn)算，給出配電網(wǎng)單相接地故障選線和故障定段的依據(jù)。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，通常選取故障后1/4周期內(nèi)各線路零模電流的短窗數(shù)據(jù)進(jìn)行S變換運(yùn)算，各檢測點(diǎn)可獲得該點(diǎn)處的暫態(tài)零模電流主諧振頻率，然后比較各檢測點(diǎn)檢測到的暫態(tài)零模電流的主諧振頻率與SFB的關(guān)系，通過比較后的結(jié)果可以確定故障位置。結(jié)合智能配電終端，本文還提出了基于智能配電終的端配電網(wǎng)單相接地故障定段的實(shí)現(xiàn)方法。
　　 (4)利用電磁暫態(tài)仿真軟件EMTP-ATP