基于零序电流积分和改进HHT变换故障定位方法的研究

发布时间：2020-10-13 22:57

　　伴随当前电力系统用电量的急剧攀升,电网结构逐渐变得复杂,快速准确的找到故障点对于确保电力系统安全稳定的运行非常关键。故障定位和故障测距一直都是专家们研究的热点问题,本文重点通过对配电网单相接地故障定位和输电线路故障测距加以研究。在系统单相接地故障时,由于故障电流较小,电气量不明显,且系统运行方式多样,结构较为复杂,难以对故障点加以判断,当前主要依靠人工巡线的方式确定故障点,不仅费时费力还难以在快速准确的寻找故障位置。本文利用单相接地故障位置前后线路流过的零序电流差异较大,故障端异侧线路检测点流过的零序电流波形差别大,而同侧线路零序电流波形相似。利用各区段两侧故障发生后2个工频周期内的零序电流数据,分时段计算幅值,利用积分算法求取幅值积分系数,最终根据幅值积分系数判断故障区段。该方法只需使用线路上的零序电流信号,信号获取方便;只需上传检测点幅值积分系数,数据传输量小。在向配电网传输前,必须先经过输电线路的传输,输电线路上的故障将会影响下一步配电网的正常运行。输电线路故障时会向沿途各变电站传输行波信号,当前故障测距的方法主要通过小波变换进行,需要人为的选择小波基,不具备自适应性,会对故障精度产生影响。本文引入希尔伯特-黄变换(HHT)方法,并提出将三次三角cardinal插值法运用到经验模态分解(EMD)中,以此来抑制原插值存在的超调和欠冲问题,可以更精确的找到故障位置。具体做法为:将故障点抵达测量端的行波信号进行EMD分解,对获得的首个IMF分量进行改进后的HHT变换,获取信号的时频图,从放大的时频图获得波头的抵达时间,并用之前确定的波速计算故障距离。结果表明,在AB两相接地故障时,故障点测距误差仅为15m。
【学位单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM862
【部分图文】：

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衔???收舷呗犯髑?卧萏?阈虻缌鞑ㄐ问疽馔既缤?3.2 所示。M N P QL1L2L4RLjXLi01i02i0Mi0NFi03L3i0Pi0Q图 3.2 暂态零序电流示意图3.2 基于零序电流幅值积分的故障定位方法3.2.1 幅值积分理论由于长时间的积分数值模式会造成模式误差的累积，导致模拟量不能如实的反映真实情况。就需要将零序电流幅值信息引入幅值积分方法中，幅值积分方法是将原有的时段分为若干个小的时间间隔，在每个时间间隔结束时，利用 2 个相邻检测点的故障暂态零序电流幅值分布序列来计算幅值积分系数。并且当所选用的时间间隔越短，获得的精度就会越高，模拟结果也会更加理想。这种方法已经在气象预测[32]，识别阻尼比中得以应用，但是在电力系统故障检测中还需要进一步的研究。3.2.2 定位原理对于存在 6 个检测点的某条线路在 3,4 检测点之间发生单相接地故障如图3.3 所示。1#Lf2# 3# 4# 5# 6#图 3.3 故障示意图此时故障暂态零序电流波形如图 3.4 所示。

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