注冊電氣工程師

注冊電氣工程師供配電考試輔導講義精選

2.2選線判據(jù)

首先，對各出線上零序電流在故障前一個周波和故障后三個周波內的數(shù)據(jù)進行小波變換，得到相應的一組模極大值，其中n表示線路編號，i表示出現(xiàn)摸極大值的序號。然后，任意選定一條出線作為參考線路，將其上零序電流的小波變換模極大值組分別與其它線路上的零序電流的小波變換模極大值組做內積，并把這一內積結果作為一種測度，用S來表示。

式中，j是被任意選定的那條參考線路的編號;k是剩余線路的編號，即k=1，2，…n，且k≠j;n是總的出線數(shù)目;m是模極大值的個數(shù)。

這樣，就可以建立如下的選線判據(jù)：

若Sjk不同時大于零或小于零，則使成立的線路是非故障線路;而使成立的線路是故障線路。

若Sjk同時小于零，則線路j為故障線路。

若Sjk同時大于零，則為母線故障。

2.3選線判據(jù)的說明

首先，由于小波變換自身算法上的原因，在變換過程中會把數(shù)據(jù)窗的右邊界當成突變點，使得各尺度分量在右邊界附近會出現(xiàn)較大值，這就是小波變換的邊界效應。為了克服邊界效應給選線帶來的不利影響，只取前兩個周波內的摸極大值做內積。

其次，做內積的實質是在進行極性比較。幅值大的模極大值在比較過程中有利，結果可靠;而幅值小的模極大值在比較過程中就會有容易受誤差的影響，以至于得到錯誤結論。通過做內積的辦法，就相當于使幅值大者的比較結果在測度中占有高權重，而幅值小者的比較結果在測度中占有低權重。這樣就在很大程度上克服了誤差的影響，從而提高了選線精度。

再次，小波奇異性檢測反應的是信號的奇異性，不要求信號是躍變的。所以，盡管本方法使用暫態(tài)過程中的數(shù)值來分析，但是在相電壓過零附近發(fā)生單相接地，本方法仍然有效。

另外，因本方法是基于暫態(tài)分量的選線方法，所以在實際使用中，雖然可以瞬時選出接地線路，但是為了區(qū)分瞬時性故障和永久性故障，還需要判斷一個延時后故障是否仍然存在，才決定是否執(zhí)行跳閘操作。3仿真分析

對某個35kV的輻射狀小接地電流系統(tǒng)在中性點運行方式為經消弧線圈接地時進行仿真分析。順便指出，本方法對中性點不接地、經高阻接地系統(tǒng)同樣適用。

假設距線路4始端24公里處于0.315秒時A相發(fā)生接地，以過渡電阻為1歐姆、采樣率為10kHz為例，按照前邊所述方法實現(xiàn)選線。限于篇幅，僅給出線路2和線路4的分析波形，如圖3、4、5所示。

這里選定線路1為參考線路，線路2、3、4、5上零序電流的模極大值測度分別為351.1、540.7、-1200.5和216.8，根據(jù)上述判據(jù)可知線路4為故障線路。

為了便于比較，在過渡電阻、采樣率以及參考線路都同前的情況下，采用此方法對圖2所示系統(tǒng)分別做短線路近端、短線路遠端、長線路近端、長線路遠端及母線接地時的仿真分析，所得的小波變換模極大值測度列于表1。由于線路1是參考線路，其測度是與自身的小波變換模極大值做內積的結果，故該線路的小波變換模極大值測度不需要算出來，表中用“+”表示。這樣，按照前述選線判據(jù)分析這些數(shù)據(jù)，都能夠非常準確地選出故障線路。

還是以圖2所示系統(tǒng)為例，在采樣率仍為10kHz，而過渡電阻增大到2000歐姆、參考線路變?yōu)槌鼍€2的情況下，進一步檢驗該方法，所得仿真數(shù)據(jù)示于表2。其中的數(shù)值，一方面說明參考線路是可以任意選定的，同樣都能夠得到正確的選線結果;另一方面說明本方法抗過渡電阻的能力非常強。4結論

由于本方法取用故障點附近幾個周波的數(shù)據(jù)實現(xiàn)選線，此時電氣量的變化通常很明顯，特征量幅值較大，所以具有很高的選線精度。同時，小波奇異性檢測反應的是信號的奇異性，不要求信號是躍變的。所以，即使在相電壓過零附近發(fā)生單相接地，暫態(tài)過程不明顯的情況下，本方法仍然有效。

選線判據(jù)中采用做內積的方法，實質是在進行優(yōu)化的極性比較，對含有誤差的信號具有良好的容錯性，而且不需要設置閥值。不論是中性點不接地、經高阻接地還是經消弧線圈接地的系統(tǒng)，本方法都適用。在系統(tǒng)不同位置、經不同過渡電阻接地的情況下，所得到的選線結果也都很精確，可見，此方法具有很強的魯棒性。

需要指出，本方法適用于母線上至少有三條出線的情況，而在只有兩條出線的時候將會失效。

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（責任編輯：中大編輯）

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