電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與故障檢測(cè)新方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要保障。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)和故障檢測(cè)方法研究越來(lái)越引起人們的重視。因此，論文系統(tǒng)地研究變壓器差動(dòng)保護(hù)和小電流接地系統(tǒng)故障檢測(cè)的現(xiàn)狀，對(duì)存在的問(wèn)題提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法，并提出了幾種自動(dòng)保護(hù)和故障檢測(cè)的新方法。 論文針對(duì)短時(shí)傅立葉變換(STFT)的頻譜泄漏問(wèn)題，提出了一種并聯(lián)濾波器和Bartlett窗函數(shù)構(gòu)成的新算法結(jié)構(gòu)。論文從理論上分析短時(shí)傅立葉變換的濾波器實(shí)現(xiàn)方式，仿真

2、了各種窗函數(shù)STFT對(duì)不同信號(hào)的輸出特點(diǎn)。分析結(jié)果表明，算法誤差的根源可歸結(jié)為頻譜泄漏，是信號(hào)頻率偏移濾波器中心頻率的必然結(jié)果。窗函數(shù)旁瓣迅速衰減有助于減少長(zhǎng)范圍頻譜泄漏，矩形窗卻不屬于這類窗函數(shù)；變壓器勵(lì)磁涌流中50赫茲和100赫茲兩種頻率并存，使矩形窗以外的窗函數(shù)對(duì)這類信號(hào)處理存在嚴(yán)重主瓣泄漏誤差。將信號(hào)主要頻率成分分離，再采用Bartlett窗的STFT，克服了矩形窗旁瓣的缺陷，論文提出的算法結(jié)構(gòu)，對(duì)頻譜泄漏具有明顯抑制作用，適合

3、于變壓器差動(dòng)保護(hù)。 勵(lì)磁涌流的識(shí)別是變壓器差動(dòng)保護(hù)的關(guān)鍵問(wèn)題，論文提出了一種全周波傅立葉算法的改進(jìn)方法和勵(lì)磁涌流的小波能量識(shí)別法?？紤]近代電力變壓器鐵芯材料的特點(diǎn)，論文建立了以磁滯回線為主的變壓器模型，分析了勵(lì)磁涌流與變壓器鐵芯參數(shù)和合閘初相角的關(guān)系。研究結(jié)果表明，合閘初相角在某一特定范圍內(nèi)存在諧波制動(dòng)死區(qū)：鐵芯材料的改進(jìn)降低了涌流峰值，但諧波制動(dòng)原理仍然是合適的；勵(lì)磁涌流中含大量衰減直流分量。針對(duì)衰減直流分量和STFT之間的矛

4、盾，論文提出了一種改進(jìn)的全周波傅立葉算法，并將算法應(yīng)用于變壓器差動(dòng)保護(hù)。從時(shí)頻分析的角度研究小波理論，著重分析了小波理論中多分辨分析和Mallat小波分解算法，提出了基于db6小波的勵(lì)磁涌流識(shí)別新方法，采用4尺度和6尺度能量比作為判據(jù)，來(lái)識(shí)別變壓器勵(lì)磁涌流和內(nèi)部故障。 小電流接地系統(tǒng)故障檢測(cè)是電力系統(tǒng)具有代表性的問(wèn)題，論文提出了一種基于空間電磁場(chǎng)的接地故障點(diǎn)探測(cè)方法和一種基于多分辨分析的小波故障選線方法。論文從穩(wěn)態(tài)角度分析了小電

5、流接地系統(tǒng)單相接地故障電流和電壓的特征，研究了故障支路和健全支路電流電壓的空間電磁場(chǎng)分布規(guī)律，提出了一種利用五次諧波電場(chǎng)和磁場(chǎng)探測(cè)接地點(diǎn)的新方法，模擬實(shí)驗(yàn)證明了方法的正確性。相對(duì)目前普遍采用的選線和測(cè)距方式，該方法將靜態(tài)電流電壓與空間電磁場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)接地故障點(diǎn)戶外探測(cè)。論文仿真了小電流接地系統(tǒng)單相接地電流電壓的暫態(tài)波形，采用db13小波提取故障電流暫態(tài)特征，提出了一種單相接地故障的小波能量選線法，方法直接以負(fù)荷電流6尺度的小波能量為