基于小波相關分析的小接地系統故障選線方法

薛太林，張建新，侯雋朗

(山西大學 電力工程系，山西 太原 030013)

0 引 言

文獻[4-5]總結了現有的小接地系統選線方法，主要包括外加信號注入法、穩態信號法和暫態信號法三大類。注入信號法由于過渡電阻較大時會影響線路的電流信號而導致無法選線。穩態信號法由于其靈敏度低、易受外界因素影響，故選線不準確。暫態信號法可以適用于消弧線圈接地系統，但是故障特征信號比較微弱，同時又會隨著線路結構、故障條件和運行參數的改變而發生變化。

當下，數學算法與故障暫態信號的結合與各種選線方法的融合成為了目前研究的方向。文獻[6]就是利用暫態信號與遺傳算法的結合進行故障選線。近些年隨著小波(包)理論的成熟與發展，小波法選線方法與日俱增。比如文獻[7]利用小波分析進行故障選線，文獻[8]通過小波包選線。因此，本文是把小波包與相關分析法相結合來選線。

1 系統故障暫態分析

圖1 暫態電路等效電路圖

當中性點經消弧線圈接地系統發生單相接地故障時，暫態電路等效電路圖如圖1所示。

其中C為線路對地電容，U0為零序電壓，RL、L分別為消弧線圈的電阻與電感，R0、L0分別為故障時零序電流流過線路的等值電阻與等值電感。

1)暫態電容電流

暫態電流由以下公式計算：

(1)

暫態電容電流IC分為IC.os和IC.ot兩方面。通過拉普拉斯變換求解方程可得:

(2)

由式(2)可知，當故障發生電源相位角φ=90°，振蕩幅值最大，φ=0°，振蕩幅值最小。

2)暫態電感電流

消弧線圈電感電流可由電感回路求得，由KVL可得: