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2014年注册电气工程师供配电考试辅导讲义4

发表时间:2014/5/28 11:34:44 来源:互联网 点击关注微信:关注中大网校微信
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注册电气工程师供配电考试辅导讲义精选

2.2选线判据

首先,对各出线上零序电流在故障前一个周波和故障后三个周波内的数据进行小波变换,得到相应的一组模极大值,其中n表示线路编号,i表示出现摸极大值的序号。然后,任意选定一条出线作为参考线路,将其上零序电流的小波变换模极大值组分别与其它线路上的零序电流的小波变换模极大值组做内积,并把这一内积结果作为一种测度,用S来表示。

式中,j是被任意选定的那条参考线路的编号;k是剩余线路的编号,即k=1,2,…n,且k≠j;n是总的出线数目;m是模极大值的个数。

这样,就可以建立如下的选线判据:

若Sjk不同时大于零或小于零,则使成立的线路是非故障线路;而使成立的线路是故障线路。

若Sjk同时小于零,则线路j为故障线路。

若Sjk同时大于零,则为母线故障。

2.3选线判据的说明

首先,由于小波变换自身算法上的原因,在变换过程中会把数据窗的右边界当成突变点,使得各尺度分量在右边界附近会出现较大值,这就是小波变换的边界效应。为了克服边界效应给选线带来的不利影响,只取前两个周波内的摸极大值做内积。

其次,做内积的实质是在进行极性比较。幅值大的模极大值在比较过程中有利,结果可靠;而幅值小的模极大值在比较过程中就会有容易受误差的影响,以至于得到错误结论。通过做内积的办法,就相当于使幅值大者的比较结果在测度中占有高权重,而幅值小者的比较结果在测度中占有低权重。这样就在很大程度上克服了误差的影响,从而提高了选线精度。

再次,小波奇异性检测反应的是信号的奇异性,不要求信号是跃变的。所以,尽管本方法使用暂态过程中的数值来分析,但是在相电压过零附近发生单相接地,本方法仍然有效。

另外,因本方法是基于暂态分量的选线方法,所以在实际使用中,虽然可以瞬时选出接地线路,但是为了区分瞬时性故障和永久性故障,还需要判断一个延时后故障是否仍然存在,才决定是否执行跳闸操作。3仿真分析

对某个35kV的辐射状小接地电流系统在中性点运行方式为经消弧线圈接地时进行仿真分析。顺便指出,本方法对中性点不接地、经高阻接地系统同样适用。

假设距线路4始端24公里处于0.315秒时A相发生接地,以过渡电阻为1欧姆、采样率为10kHz为例,按照前边所述方法实现选线。限于篇幅,仅给出线路2和线路4的分析波形,如图3、4、5所示。

这里选定线路1为参考线路,线路2、3、4、5上零序电流的模极大值测度分别为351.1、540.7、-1200.5和216.8,根据上述判据可知线路4为故障线路。

为了便于比较,在过渡电阻、采样率以及参考线路都同前的情况下,采用此方法对图2所示系统分别做短线路近端、短线路远端、长线路近端、长线路远端及母线接地时的仿真分析,所得的小波变换模极大值测度列于表1。由于线路1是参考线路,其测度是与自身的小波变换模极大值做内积的结果,故该线路的小波变换模极大值测度不需要算出来,表中用“+”表示。这样,按照前述选线判据分析这些数据,都能够非常准确地选出故障线路。

还是以图2所示系统为例,在采样率仍为10kHz,而过渡电阻增大到2000欧姆、参考线路变为出线2的情况下,进一步检验该方法,所得仿真数据示于表2。其中的数值,一方面说明参考线路是可以任意选定的,同样都能够得到正确的选线结果;另一方面说明本方法抗过渡电阻的能力非常强。4结论

由于本方法取用故障点附近几个周波的数据实现选线,此时电气量的变化通常很明显,特征量幅值较大,所以具有很高的选线精度。同时,小波奇异性检测反应的是信号的奇异性,不要求信号是跃变的。所以,即使在相电压过零附近发生单相接地,暂态过程不明显的情况下,本方法仍然有效。

选线判据中采用做内积的方法,实质是在进行优化的极性比较,对含有误差的信号具有良好的容错性,而且不需要设置阀值。不论是中性点不接地、经高阻接地还是经消弧线圈接地的系统,本方法都适用。在系统不同位置、经不同过渡电阻接地的情况下,所得到的选线结果也都很精确,可见,此方法具有很强的鲁棒性。

需要指出,本方法适用于母线上至少有三条出线的情况,而在只有两条出线的时候将会失效。

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(责任编辑:中大编辑)

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