关键词:
暂态行波
输电线路继电保护
故障定位
小波变换
摘要:
随着输电线路传输的功率与电压等级的不断提高,对故障判断的准确性与快速性要求越来越高,传统的通过分析故障后的稳态工频量的方法已经不能满足实际需求,而暂态保护对故障响应快,不受过渡电阻、系统振荡、电流互感器饱和等工频现象的影响,并且保护逻辑简单,对滤波要求不苛刻。在发生故障时,继电保护及故障定位系统要针对故障类型有选择的进行保护动作,快速可靠地切除故障线路,对输电线路进行故障定位并准确地找到故障点,及时修复线路,对整个电力系统的安全稳定和经济运行都有着非常重要的作用。 本文研究了输电线路暂态电流行波理论及小波变换理论,在此基础上选用db4小波对经过相模变换后的故障暂态模分量进行变换,通过小波变换提取故障行波电流特征,利用行波波头模极大值之间的关系构造故障类型识别的判据,提出了一种只需要对零模分量进行定性分析的判据,该算法只利用零模分量为不为零来判断接地故障和非接地故障,不参与后续的故障判断,有效的消除零模分量在传播过程中的畸变对选相带来的不利影响,提高了继电保护装置动作的可靠性;对故障定位算法进行了系统研究,对比了现有的故障定位算法,分析了以往算法的不足之处,提出了一种小波变换和相关法相结合的故障定位新算法,该算法针对不同的故障类型选择不同的线模分量进行定位分析,较以往采用单一的线模分量在定位上更为精确,另外,该算法先利用小波变换提取行波电流特征,然后利用相关法判断反射波的类型,将两种算法的优点有机结合起来,克服了小波变换法不能准确识别反射波特性的缺点以及相关法数据窗口长度和行波波头难以确定的弊端,提高了故障定位的精度;在系统的启动模块上,本文采用母线中心点电压过阈值检测和A相电流突变量检测相结合的启动方式,较传统的过电压检测法,有效克服了三相短路时,系统不启动或延时启动的问题;在Matlab/Simulink环境下,以500kV两端输电线路为模型,对不同类型的故障进行仿真,根据本文所提新算法编写故障诊断程序并进行了验证;采用模块化的设计思想在LabVIEW平台上,完成了输电线路继电保护和故障定位系统整体的设计,并以仿真的故障数据作为系统的输入,对系统进行了全线路随机故障的测试。