应用研究
数字执本与成用
基于小波变换的暂态故障相似度故障选线法
闫光太刘安华白杨王和先
(聊城供电公司山东聊城252000)
摘要：我国配电网中广泛采用小电流接地系统,而以单相接地教障最多。由于信号不易检测、缺乏有效的手疫等原国数障线一直没有得到很好的解决。本文基于相模变换理论,蓬过改障的表面现象看本质。通过对信号作小波变换的方法来获取暂态分量。
关键词小电流接地系统数障造线小波变换暂态故障相仪度
中图分类号：TM771 1引言
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2014)07-0116-01
零模电流的幅值之和。
小波变换能够聚焦并加以分析非平稳信号的任意细节。因此，
非有效接地电网允许系统带单相接地故障继续运行1~2小时，对供电可靠性的提高十分有利，因此我国及很多国家的中压配电网广泛采用非有效接地运行方式。故障线路的电流会在单相接地故障时发生突变，但很微弱，对于电容电流较大的电网又需要利用消弧线圈补偿接地电容电流，多种因素严重影响小电流接地故障选线保护的选择性和灵缴性。经过多年努力，国内外专家在小电流接地故障选线技术方面取得了一定的成绩。按照利用信号的不同，小电流接地选线保护可分为主动式选线保护和被动式选线保护。主动式选线保护需要增加额外的设备，经济性差。被动式选线保护分为利用故障稳态信息保护和利用故障暂态信息保护两类。对于谐振接地系统，稳态量保护并不适用23。由于故障瞬间暂态故障分量远大于稳态故障分量，受谱振接地运行方式的影响小，因此利用故障暂态信息保护的灵敏度较高。本文对故障后的暂态信息加以利用而提出新的选线方法4.5)
针对小电流接地故障选线理论分析的缺失，本文基于相模变换理论，透过故障的表面现象看本质，建立了用于分析故障暂态分量特征的简化模型，列出高阶电路动态方程，分析了故障电流的暂态成分，详细研究了非有效接地电网发生单相接地故障时的电流振荡机理。最终，通过对故障暂态信号特征的分析，从本质上揭示了非有效接地电网发生单相接地故障的暂态特征规律。
本文介绍了小波变换的基本原理，具有良好时频分析特性的小波变换是处理暂态非平稳信号的理想数学工具。通过对信号作小波变换的方法来获取暂态分量，本文基于零模电流和零模电压的小波变换模极大值，定义了暂态故障相似度。提出了新的小电流接地故
障选线方法：基于小波变换的暂态故障相似度法。 2单相接地的故障特征
对于三相系统而言，导线与导线之闻间、导线与大地之间存在耦合关系，即各相之闻、相与大地之间存在互电感和互电容。三相系统在正常运行时是平衡的，即各相之闻间的互电感和互电容都是相等的。当电源和负载是三相对称电源和负载时，三相系统中各点的电压和电流都是对称的。因此其中一相电路的分析可以替代三相电路的分析。
当电网发生单相接地故障时，电网的结构发生不对称的变化，虽然电源仍然是三相对称的，但是系统中的各点电压和电流不再对称。此时对三相系统的分析就不能用单相电路进行替代，而是通过线性要换特一租想合系经船融成三不百租独立，没有事整想合的系统，再分别对三个独立的系统进行分析，通过采用相模变换，发生接地故障的电网消除了电磁揭合，得到相互独立的模分量。
对于故障线路而言，全系统非故障线路的故障暂态电容电流流回线路首端，暂态零模电流的幅值最大，等于全部非故障线路暂态收稿日期：20140718
小波变换被誉为“数学显微镜。
假如小波函数中(x)是连续可微的实函数，并且具有n阶(neZ+)消失矩。则函数J(x)eL(R)在某点是突变的，则该函数的小波变换系数在此点取模极大值。即存在常数K，使得任一属于 x某一邻域开区间的x，满足式(1)。当a>0时,随着尺度的减小,该函数的小波变换模极大值也减小，当a>0时，随着尺度的减小，该函数的小波变换模极大值反而增大，此时的特征表明原函数不连续。
W,F(x)≤K2
3基于小波变换的暂态故障相似度选线法
(1)
由于提供的信息太少，以往符号型的输出结果缺乏灵活性，针对符号型的输出结果的弊端，定义了故障相似度概念。故障相似度是指在某判据基准下能够表征各自线路与故障线路的特征的相近程度的度量的实数。在同一电压等级电网的多条线路中，倘若某条线路的故障相似度最大，则能表明该线路为故障线路的可能性是最大。
故障相似度概念的提出使得符号型的输出结果改进为数值型的输出结果。在故障线路尚未确定的情况下，同一电压等级电网的全部线路都值得怀疑，需要根据小电流接地故障选线判据来判断。由于某此客观实际原因，小电流接地故障选线判据进行故障线路的判断时可能会受到一定的干扰，面不可能确保某一条线路肯定是故障线路。故障相似度概念融人小电流接地故障选线判据当中，就是为了能够优化这种模糊的判断结果，从而提高选线结果的可靠性。
从基本的定义来看，小波变换母函数的选择范围很广泛，凡是满足允许性条件的函数都可以用作其选择范图。对同一信号进行小波变换，简若采用不同的小波基函数，则经小波变换得出的结果也相差很大。小波基函数选择的多样性，一方面为分析不同类型的信号提供了灵活性，另一方面也增加了应用小波变换来分析信号的围难。目前来看，无论是在其理论分析上还是在其应用上，小波变换理论的研究都不是相当成熟。如何选择最佳的小波基函数成为了当前小波变换在工程应用中的关键问题，
通过对不同DbN小波系进行仿真分析，综合考察其小波变换效果，针对暂态量故障选线方法，以Db5小波性能最佳。
对于检测小电流接地故障的应用而言，最理想的是：一方面在给定的原始信号中分离出的有用信号的带宽尽可能宽，面且工赖分量不会混人到高赖分量中去，另一方面，为了减少计算量，提高计算速度和减少出现误差的机会，尽可能地减少小波变换分解的层数。
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作者简介：闽光太(1989一),男，工学项士，助理工程师,主要从事电力系统调控运行和继电保护， 116