基于PRONY算法的鐵磁諧振和單相接地故障判別的研究.pdf

1、鐵磁諧振和單相接地是電力系統(tǒng)兩種常見的內(nèi)部過電壓故障。它們都能引起絕緣擊穿而導(dǎo)致事故發(fā)生，故障后兩者的外在表現(xiàn)也非常相似，但處理方法卻不盡相同。因此在實際運行中準確區(qū)分兩種故障，分別采取相應(yīng)的措施來降低故障可能帶來的損失是非常必要的。
　　鐵磁諧振的產(chǎn)生是由于非線性電感在受到一定的擾動后，鐵芯線圈飽和使得電感值減小，當它與系統(tǒng)中電容組成的共振頻率等于電源頻率時，會引起電流和電壓的明顯升高。諧振會在線圈中重復(fù)地產(chǎn)生高倍數(shù)和長時間流過

2、的大電流，這種循環(huán)往復(fù)的電流會損壞電力設(shè)備，影響電力系統(tǒng)的安全運行。單相接地故障屬于不對稱短路的一種，故障發(fā)生后會使電壓升高并超過額定值的15％以上，且它和鐵磁諧振故障都會讓系統(tǒng)的絕緣檢測裝置發(fā)出接地信號；對于低壓配電網(wǎng)來說，單相接地可短時運行一段時間，鐵磁諧振則必須馬上消除。針對這一情況，本文主要做了以下幾方面的工作：
　　1．研究鐵磁諧振和單相接地故障的產(chǎn)生機理，以及產(chǎn)生波形的特征。因為鐵磁諧振是被激發(fā)產(chǎn)生的，其零序電壓或電流

3、的高頻分量是按指數(shù)規(guī)律上升的，存在穩(wěn)定的高頻分量；而短路故障的高頻暫態(tài)分量是由于故障點電壓突變導(dǎo)致的，會隨著時間的推移而衰減，不存在穩(wěn)定的高頻分量。
　　2．用ATP軟件分別對兩種故障建模、仿真，重現(xiàn)事故的產(chǎn)生條件和原因，并對仿真得到的波形進行比較。
　　3．分析Prony算法的原理，利用MATLAB軟件編寫Prony算法對于故障后電壓和電流信號中幅值、頻率、相角和衰減因子計算的程序，采用指數(shù)函數(shù)來擬合其表達式中各參數(shù)隨時間

4、變化的規(guī)律，提取零序電壓和電流中高頻分量的特征。
　　4．用程序調(diào)取仿真的數(shù)據(jù)，研究兩種故障情況下零序分量的各個參數(shù)隨時間衰減的情況，主要是比較衰減因子的變化。通過比較可知，在諧振故障的零序分量中，其衰減因子是大于零的，穩(wěn)定在某一個值附近，且絕對值較小；而短路后其高頻分量的衰減因子是小于零的，是逐漸衰減的，且絕對值較大。
　　5．選取一個典型的配電網(wǎng)模型，分別令其發(fā)生鐵磁諧振和單相接地故障，運用判據(jù)對系統(tǒng)的過電壓情況進行判別