浅谈配电网故障基于小波分析的选线方法

合集下载

基于小波分析的故障选线仿真研究

以防止频域混叠。并且本文提出的选线方法．要求滤波器的
１问题的提出
我国配电网广泛采用小电流接地系统。由于系统故障信号非常微弱，发生单项接地故障后，难辨别出故障线路。当很
小波进行仿真实验比较，定选用ｄ６小波。决ｂ
小波变换（称小波分析１近年来发展壮大起来的应用或是
数学领域的一个分支，已经在多个领域取得了应用，起各引
学科的广泛注意。作为一种新颖的时频分析方法，波变换小
段。
能一味追求滤波器的长度，因为对于谐波干扰越来越严重的配电系统．波分解系数的个数的增加也可能引入更多的干小扰因素，降低判据的可靠性。综合各种因素，通过采用多种并
Ｂａｅｎｗａｅｅｎｌｓｓｓｍｕａｉｎ０ａｌｌｅｓｌｃｉｎｓｄｏｖｌｔａａｙｉｉｌｔＯｆｆｕｔｉｅｅｔｏｎ
Ｚ日．ⅣＧＹｏ＿ｆｌＡａＪ
（ｈｎｄ￣ｔｃＰｗｒＢｒａｈｎｄＳｃｕｎ６００，ｈｎ）ＣｅｇｕＥｃｒｏｅａｅｔｅｇｕ，ｉａ１００ｉａｉ￣ＣｈＣ
些方法已被研究以解决故障选线问题．都不能很好的解但

基于小波分析的配电网内小电流接地选线方法研究

— ．．．．．．．．．．．．．．．忱．．．．．．．．．．．；．．．．．．．．．．．．．．Ｌ％
对各线路零序暂态电流用选取的ｄｂｌ０小波进行４层分
解，利用小波的奇异性检测原理找出各尺度对应的模极大值。
小、干扰大、信噪比小等因素影响，提出将小波分析方法扩展至配电网内进行小电流接地选线，而不仅局限于变电站内。利用小波包对典型配电网进行建模，并利用矩阵实验室（ＭａｔｒｉｘＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｍａｔｌａｂ）进行仿真验证，结果证明该方法能够准确、可靠选出配电网内接地
线供电半径小。文献［１］规定：对于３～１０ｋＶ电缆线路构成
且不直接连接发电机的系统，当电容电流超过３ＯＡ且又需要接地故障条件下运行时，应采用中性点经消弧线圈接地方式。
现有的选线方法主要分两类＿３ｌ：基于稳态信号的选线方
法和基于暂态信号的选线方法。而在谐振接地系统中，由于消弧线圈产生的电感电流对故障产生的电容电流进行了补偿，使
可以识别最大５０００Ｈｚ的信号，基本满足暂态电容电流自由振
荡频率的要求。
的其他出线。拟采用模极大值选线方法先在每段母线自身及所有出线范围内选出可能的故障点，再控制主站综合各段母线识别信息选出故障位置。

基于小波分析的配电网内小电流接地选线的研究(修改稿)0剖析

基于小波分析的配电网内小电流接地选线的研究摘要:对目前国内外选线技术研究,分析暂态量选线优势,针对现有配电网内选线技术正确率低、现场选线装置宜受电流信号小、干扰大、信噪比小等因素影响,提出小波分析方法扩展至配电网内进行小电流选线而不仅局限于变电站内,利用小波包对典型配电网建模,并利用矩阵实验室(Matrix Laboratory,MATLAB进行仿真验证,仿真证明该方法能够准确、可靠选出配电网内接地线路。

关键词:小波包;选线;扩展;MATLAB1引言单相接地故障约占电力系统接地总故障80%左右,若发生间歇性弧光接地时,还会产生幅值高达2.5~3.5倍相电压值的过电压[1]。

运行时常采用主变电站加开闭所或级联开闭所方式供电,进、出线多用电缆供电且长度短,大多在10kM 以内,出线供电半径小。

文献1规定:对于3~10kV电缆线路构成且不直接连接发电机的系统,当电容电流超过30A且又需要接地故障条件下运行时,应采用中性点消弧线圈接地方式。

小电流接地系统发生单相接地故障后,接地电流相对直接接地系统来说电流很小,对负荷的持续供电影响不大,通常允许带单相接地故障运行1~2h。

小电流接地选线装置自20世纪80年代问世以来,已经历了几次技术更新换代,其选线的准确性也在不断提高,尽管设备厂方宣称100%的选线正确率,但工程实际应用中均存在误判率较高的问题。

现有的选线方法主要分两类[2-11]:基于稳态信号的选线方法和基于暂态信号的选线方法。

而在谐振接地系统中,由于消弧线圈的产生的电感电流对故障产生的电容电流进行了补偿,使得稳态条件下故障线路中的故障电流很小,甚至小于健全线路,因而传统的基于故障稳态信息的检测方法对于谐振接地系统选线效果差。

暂态信号的持续时间短的特点,让迅速有效的提取故障发生时的信息成为暂态信号选线的重点,在该领域小波分析作为一种新型的时频分析工具,凭借其在时域、频域良好的局部化性质成为这一领域的研究热点。

浅谈配电网故障基刊、波分析的选线方法

黼拔蠢论
浅谈配电网故障基刊、波分析的选线方法
宋晓芳
南京供电公司
江苏南京
２１０００９
【摘要】本文浅谈配电网故障基于小波分析的选线方法，通过分频特性质如下：（１）具正规性和正交性。正规陛使得对于信号或图像的重构问
性良好的小波，利用频带剔除线路谐振状态，适当带宽分解故Ｉ章后线路的题能够获得较好的平滑效果，而正交性使小波变换能快速的运行，（２）有暂态零序电流，从而小波重构低频段下各线路的零序电流，最后比较重构高阶数的消失距。消失距越高，则对于信号的奇异性检测比较有利；（３）后的信号来选线。检测暂态突变宜采用具有对称性或近似对称的小波。对称性则使得小【关键词ｌ小波分析；小电流接地系统；暂态信号波变换具有线性相位；（４）为了提高运算效率，减少占用空间，小波基应具有紧支性或较短的滤波系数。紧支性或较短的滤波系数，则有利于提１．配电网故障基于小波分析的的选线原理高计算的速度，减少消耗时间。串联谐振过程和并联谐振过程存在于配电网线路中，在谐振状态工程上应用较多的小波函数是ｄｂＮ／］￣波系，特点是随着序号Ｎ的增时，故障线路的阻抗有时呈感性，有时呈容性，受各线路长度、系统出大，时域支集长度变长，时间局部性变差；消失矩阶数增加，滤波器长线数等因素的影响，同时故障线路与非故障线路零序电流关系较为复度变长；正则性增加，频域局部性变好。把一个信号分解为一系列小波杂，剔除进入谐振状态的频段，在有效频段内通过线路在各频带上的模函数的叠加是小波变换的本质，因此需要尽量使小波函数的波形与所极值能量进行判断，当配电网发生单相接地故障时，利用ｄｂｌ０／Ｊ￣波包将分析信号的波形一致。综合以上各种因素，根据以往的经验，选ｄｂｌ０，＇Ｊ￣流经某一条非故障线路的暂态零序电流分解４层，将各线路信号分解到波。

基于小波变换的配电网故障选线的研究

该方法利用小波变换分析非故障相暂态电流，通过对暂态电
进行时频局部化分析的缺点，可以对信号进行精细
的分析，适于故障暂态信号的检测。近年来，基于故障暂态量的选线方法大多考虑
流模极大值数值的比较来实现故障线路的选择。ＡＰ仿真分Ｔ析的结果表明，该方法准确可靠。
前利用暂态量进行故障选线的方法仍存在着许多不足之处。
在综合分析了国内外研究现状的基础上，本文提出了一种基于非故障相暂态电流的选线方法。利
ＢａｅｎＷａｅｅａｓｏｍｓｄｏｖｌｔＴｒｎｆｇｈｎｏｒｕｐｙｏａｙｏＥＣ，ｉｃｅｇ０８０，ｈｎ）ＹｎｃｅｇＰｗｅＳｐｌＣｍｐｎｆＰＪｈｎ４１０ＣｉＳｎａ
ｇ￣ｐａｅｔ－ｒｕｄｄｉｏ —ｆｅｔｅｇｏｎｉｇｄｓｒｂｔｎｓｓｌｈｓ－ｇｏｎｅｎｎｎ．ｆｃｉｒｕｄｎｉｉｕｉｙ — ｏｅｖｔｏ．
ｔｒｓａｎｗｔｏｓｎｈｒｎｉｎｕｒｎｏｐｎｎｆｅｎ，ｅｍｅｈｄｕｉｇｔｅｔａｓｔｃｒｅｔｃｍｏｅｔｏｅｎｎ．ｕｔｐａｅｉａｌｅｄｒｔｅｌｅｆｕｔｏａｉｎｉｐｅｅｔｏ —ａｌ— ｈｓｎｆｕｔｆｅｅｏｒａｉａｌｌｃｔｓｒｓｎ — ｆ．ｙｚｏ．

基于小波理论的配电网单相接地故障选线方法研究与应用学士学位论文

基于小波理论的配电网单相接地故障选线方法研究与应用郑重申明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名：日期：目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1课题研究的意义 (2)1.2国内外的硏究现状概述 (3)1.2.1国外的研究现状 (3)1.2.2国内的研究现状 (4)1.3现有选线方法的原理简介 (5)1.3.1稳态分量法 (5)1.3.2暂态分量法 (8)1.3.3外施影晌法 (9)1.3.4其它方法 (10)1.4本文所做工作 (10)第二章单相接地故障特性分析及小波理论 (11)2.1小电流接地系统的中性点接地方式介绍 (11)2.1.1电力系统中性点的接地方式分类 (11)2.1.2小电流接地系统的接地方式简介 (12)2.2小电流接地系统单相接地故障的特性分析 (14)2.2.1小电流接地系统单相接地故障的稳态特性分析 (14)2.2.2小电流接地系统单相接地故障的暂态特性分析 (18)2.3本章小节 (22)第三章小波分析及应用 (23)3.1傅立叶变换和小波分析 (23)3.1.1傅立叶变换 (23)3.1.2小波理论的出现 (24)3.1.3小波分析和傅立叶变换的区别 (25)3.2小波分析基本理论 (26)3.2.1连续小波变换 (26)3.2.2离散小波变换 (27)3.2.3多分辨率分析 (27)3.2.4 Mallet算法 (28)3.3小波分析在电力系统中的应用 (29)3.4小波分析工具箱 (30)3.4.1小波工具箱的功能介绍 (30)3.4.2小波工具箱的使用 (31)第四章小电流接地系统的MATLAB仿真建模 (1)4.1 MATLAB/SIMULINK简介 (1)4.2电力系统工具箱SimPowerSystems简介 (2)4.3小电流接地系统单相接地的仿真建模 (4)4.3.1中性点不接地系统模型的搭建 (4)4.3.2中性点经消弧线圏接地系统模型的搭建 (9)4.4本章小节 (13)第五章小波选线及仿真 (14)5.1小波选线方案 (14)5.1.1小波选线判据 (14)5.1.2小波函数的确定 (14)5.1.3采样频率的确定 (15)5.1.4分解尺度的确定 (16)5.1.5高频细节的重构 (16)5.1.6边界的处理 (16)5.1.7小波选线流程 (17)5.2小波选线仿真算例分析 (18)5.2.1中性点电压确定接地时刻 (18)5.2.2零序电流确定接地线路 (20)5.3本章小节 (26)结论 (27)参考文献 (28)致谢.................................................................................. 错误！未定义书签。

基于二维小波分析的配电网单相接地故障选线新方法

● 技术改进与创新
基于二维小波分析的配电网单相接地故障选线新方法
ＡｗｅｈｏｏｉｇｅｐａｅＥａｔｕｔＬｉｅＳｌｃｉｎＢａｅｎＮｅＭｔｄｆｒＳｎｌ — ｈｓｒｈＦａｌｎｅｅｔｏｓｄｏＴ — ｉｅｓｏａａｅｅａｙｓｓｉｓｒｂｔｎＮｅｗｏｋｗｏｄｍｎｉｎｌＷｖｌｔＡｎｌｉＤｉｔｉｕｉｔｒｎｏ
基于解析信号的小波变换方法，通过另一途
Ｘ（）ｔ定义为：
ｉ）一ｒｔ：１（
：
Ｔ
兀Ｊ一∞
ｒ二ＴＴ
（）ｆ（）１
＝
ｆ可以看成是ｘｔ过一滤波器的输出，）（通）
该滤波器的单位冲激响应ｈｆ＝一（）１，如图１Ｎ示。
关键词：Ｈｌｅｔｉｒｂ变换
中图分类号：Ｔ７Ｍ７３
二维小波分析
故障选线
ＫｅｒｓＨｉｅｔｒｎｆｒｙｗｏｄ：ｌｒｔｓｏｍＴ－ｉｎｉｎｌｖｌｔｎｌｓｓＦｕｔｉｅｓｌｃｉｎｂａｗｏｄｍｅｓｏａｗａｅｅａｙｉａｌｌｅｅｔａｎｏ
沈阳工程学院
李晶
ＳｅｙｎｎｓｉｅｏｈｎａｇＩｔｕｔｆＥｎｇｎｅｉｇ，ｅｔｉａｔｉｅｒｎＥｌｃｒｃｌＥｎｇｎｅｉｇＤｅａｔｅｔＬｉＪｎｉｅｒｎｐｒｍｎｉｇ
摘
要：二维小波分析应用于配电网单相接地故障选线中，通过构造零序电流的解析信号，实现了对故障暂态信号将

基于小波分解方法的暂态选线分析

山西科技
ＳＡＸＣＥＣＮＥＨＬＧＨＮＩＩＮＥＡＤＴＣＮＯＯＹＳ
２１０２年第２７卷第３期
●信息技术
基于小波分解方法的暂态选线分析
金智庆
（中国铁建电气化局集团，山西太原，３０３００５）
摘要：小波理论的基础上，出了基于故障暂态电流０模分量突变量的故障选线方法。在提【根据
器，电压等级为１．ｋ／０ｋ变压器容量为２０ＭＶ线路长３５Ｖ１Ｖ，１Ａ，度分别为：０２，４２，２ｋ１，０２，０２ｍ。消弧线圈的电感值按照系统的
消弧线圈参数按１７５０（）』）＝¨ ｔ（）对地为了验证本文提出的选线判据的有效性．％的过补偿整定。。＝）一，６ｔＶ旯』电容电流之和计算，，针对不同的接地
在我国，３Ｖ中压配电网系统大部分采用中性点不直接５ｋ
接地方式，称为小电流接地系统。小电流接地系统中，单相接地
性，不能用做选线依据。较低频带故障暂态分量在故障线路上的
强度要大于在非故障线路上的强度而且方向相反，据此可作为
故障占故障总量的８％，０如何准确地检测并隔离故障线路，成为
（）３
・
３３・
山西科技
ＳＡＸＣＥＣＮＥＨＯＯＹＨＮＩＩＮＥＡＤＴＣＮＬＧＳ
２１年０２
第２卷７
第３期
称其为一个小波序列。其中：＞，为尺度函数；００６为平移参数，也称定位参数。对于任意函数ｔ ∈ （，） ‘ ）其关于小波变换后小波系数为：

基于小波包及相关分析的故障选线方法

ｌｉｎｅ，ａｖｅｒａｇｅｍａｔｒｉｘｅｌｅｍｅｎｔｓｔＯｇｅｔｔｈｅｍｕｔｕａｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｌｉｎｅｓ，ｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔｉｓｔｈｅｆａｕｌｔｌｉｎｅ．Ｔｈｅｊｕｄｇｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆａｕｌｔＩｉｎｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｔｅａｄ —
ＸＩＯＮＧＳｈａｈ — ｘｉａ，ＨＵＡＮＧＨｏｎｇ — ｑｕａｎ，ＹＡＮＧＺｈａｏ — ｙａｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３０００４，Ｃｈｉｎａ）
第３２卷第３期
２０１３年９月
Ｖ０１．３２．ＮＯ．３
Ｓｅｐ．２０１３
文章编号：１００３ —６１９９（２０１３）Ｏ３一。（ｊ１６ —０５
基于小波包及相关分析的故障选线方法
ｓｅｌｅｃｔｆａｕｌｔＩ．ｉｎｅｗｉｔｈｔｒａｎｓｉｅｎｔｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔ．ＡｎＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｓｒａｉｓｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓ：ｃｏｎｖｅｒｔｔｒａｎｓｉｅｎｔｖｏｌｔａｇｅｓｉｇｎａｌｔｈｏｕｇｈｔｗａｖｅｌｅｔｐａｃｋｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｉｎｂａｎｄｉｓｇｅｔｂｙｔｈｅｍａｘｉｍｕｍ，ｔｈｅｚｅｒｏｓｅｑｕｅｎｃｅｃｕｒｒｅｎｔｉｓｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｉｎｅａｃｈｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｂａｎｄ，ｆｏｒｍｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｍａｔｒｉｘｂｙＷａｖｅｌｅｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｅａｃｈ

基于小波变换的小电流接地系统故障选线方法

究方法所圈定的突水灾害危险区域要予以高度重视，坚持 “ 测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采 ” 预，防止恶性突水灾害的发生。对主要开拓巷道或采区上、下山要尽量
设计在顶板岩石中，多做顶板岩巷，少做或不做底板岩巷，
存在可靠性问题。注入信号法由于各种谐波干扰接地电阻影响，往往无法自适应。
大容量、高电压等级电网的出现使得原本就比较严重的井下漏电问题显得更加严重，由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因，单相接地故障的可靠检测一直比较困难，
终预测预报方案。强化安全意识，对根据前述预测预报研
参考文献：
［］１同家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局．煤矿防
治水规定［．北京：煤炭工业出版社，２０．Ｍ］０９［］焦作矿井水文地质会战演马庄组．演马庄矿水文地质会战技２术总结［，１６．Ｒ］９４
中性点经消弧线圈接地由于安全性高，将成为煤矿供电系
统的发展方向… 。现有的中性点采用消弧线圈接地选线方法主要有，零序五次谐波法，零序有功电流方向法，注入
信号法等。然而基于零序电压电流工频分量的方法检测灵敏度较低且易受消弧线圈的影响。零序五次谐波法受实际运行情况，设备性能等因素影响，谐波含量往往不确定，

基于小波变换的配电网单相接地故障选线的研究

线路。
ａｃｒｔｌｔｇｔｅａｆｎｔｎｉｕｃｕａｅｅｅｉｈｍｌｃｉｃｃｉｃｎｕｏｒｔ．
ｆｕｔｃｒｕｔｓｌｃｉａｌｉｉｅｅｔｏｃｎ；ｗａｅｅｔａｓｏｍ；ｎｎｖｌｔｒｎｆｒＯ —
ｕｅｆａｅｔｒｎｆｒｗｈｈａｒｄｙａｌｂｓｏｗｖｌｔａｓｏｍｅｉｃｒｉｂｍｔｃｅａａａｙｉｎｅｏｒｅｅｅｔｉｃｒｅｔ，ｃｎｅｎｌｓｓｚｒｏｄｒｌｒｏｃｃｕｒｎａｂ
维普资讯
纂一小
孙霞 ’ 董亚莲
１安徽理工大学．
Байду номын сангаас２昆船研究院．
换的电
单相接地故障选线的研究
２２０５０１
６０５５０１
１引言
小电流接地系统发生单相接地故障时，电路
中产生零序电流和零序电压，利用ＭＴＡＡＬＢ自
带的小波工具箱对零序电流进行分析，可以
２．小波基本理论１
小电流接地系统包括中性点不接地系统、中性点经消弧圈接地系统和中性点经高阻接地系统。这种系统容易
小波变换所谓 “ ” 即在时域小，上具有紧支集或近似紧支集；所谓 “ ” 即波动性，直流分量为零。波，
相反，且为非故障线路零序电流突变对故障信号进行分析，若模极大值点路；若极性部相同，则为母线故障。三相感性无功功率为２ｅ５６乏，三相容

基于小波包能量的配电网故障选线方法

科技信息SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 2012年第33期0引言配电网的故障选线问题仍然没有得到有效解决，有待进一步深入研究。

目前存在的选线方法主要包括基于稳态信号选线法和基于暂态信号选线法。

由于系统发生单相接地故障后会产生丰富的暂态量信息，并且故障暂态量的幅值比稳态量的幅值大十几倍甚至几十倍，因此，基于暂态量的选线方法得到众多学者的普遍关注。

文[1]利用故障零序电流首半波暂态信息，提取特征频带，并计算出相对能量进行选线。

文[2]利用希尔伯特-黄变换提取故障零序电流的特征频带，并通过比较故障线路和非故障线路的非工频分量极性进行选线。

文[3]利用S 变换提取故障信号暂态量，根据仙农模糊熵结合投票机制形成选线判据进行选线。

本文在前人研究的基础上，提出一种基于小波包-能量的故障选线新方法，并利用重合闸装置对“可能故障序列”进行循环监测，提高了对于故障选线结果的可信度。

仿真结果表明，该方法选线准确率高，能适用于缆-线混合的配网故障选线中。

1暂态接地电流暂态接地电流是由暂态电容电流和电感电流的线性叠加，其特性随两者的变化而变化。

由以上分析可知，尽管两者的r C 与r L 差别很小，但频率却悬殊很大，所以两者不能够相互补偿，故在分析暂态问题时工频状态下有关残流、失谐度等概念均不再适用。

在暂态过程初始阶段，暂态电容电流的特性对暂态接地电流的特性起主要决定作用，为了达到平衡暂态电感电流中的直流分量的目的，在暂态接地电流中产生一个与之大小相等、方向相反的直流分量，它虽不会改变接地电流首半波的极性，但会明显的影响接地电流的幅值。

暂态接地电流i d 的数学表达式如下：i d =i C +i L =（I Cm －I Lm ）cos （ωt＋φ）＋I Cm [ωfωsin φsin ωt -cos φcos ωf t ]e -t τC+I Lm cos φe-tτL（1）式（1）中，第一项是故障电流稳态分量，其数值是稳态电容电流和稳态电感电流的幅值之差；剩下部分是接地故障电流的暂态分量，其值是电容电流的暂态自由振荡分量与电感电流的暂态直流分量之和，两者的幅值不仅不能相互抵消，甚至还可能彼此叠加，使暂态接地电流的幅值明显增大。

基于小波变换的暂态故障相似度故障选线法

1个环温传感器为非独立封装冗余的pt1000pt1000测温范围在50180轴温传感器安装在转向架的每个轴端及齿轮箱的内部它们是通过电缆线与轴温检测装置相连轴温监测装置安装在动车组的电气柜中主要负责监测各个传感器轴头的状态并对采集到的温度数据进行分析和整理并将以上信息传送给tcms整车网络系统从而做出预警或报警的相应反馈
障选线技术方面取得了一定的成绩。按照利用信号的不同，小电流函数的小波变换模极大值也减小。当口＞０时，随着尺度的减小，该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续。
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
线性变换将三相耦合系统解耦成三个互相独立、没有电磁耦合的系统，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
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～。由于故障瞬间暂态故障分量远大于稳态故障分量，受谐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１。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

基于小波变换的小电流接地系统故障选线方法

基于小波变换的小电流接地系统故障选线方法摘要：本文介绍了一种基于小波变换的小电流接地系统故障选线方法。

旨在通过检测系统中出现的潜在故障信号，将此信号转换为形似复杂噪声的小波信号，并对其进行小波分析，以提取出所有潜在故障信号的特征特性，从而确定最佳的接地线的位置。

进一步，本文也介绍了关于如何应用小波变换技术来抑制、识别和定位小电流故障的大量实验结果。

关键词：小波变换，小电流接地系统，故障选线，信号分析，特征提取正文：小电流接地系统是电力系统中用于提供支持和保护设备的重要组件。

由于小电流接地系统常常伴随着许多潜在的故障，因此开发出能够有效检测这些故障信号的方法是十分有必要的。

本文提出了一种基于小波变换的小电流接地系统故障选线方法，主要目标是检测出潜在的故障信号，并合理地安排接地线的位置。

该方法主要包括三个步骤，首先，将信号转换为复杂噪声的小波信号，然后使用小波变换进行分析，最后通过提取特征进行定位，从而确定最佳接地线位置。

为了验证该方法的有效性，我们进行了大量实验以评估和验证其在抑制、识别和定位小电流故障方面的性能。

实验结果表明，本文提出的小波变换方法在识别和定位故障方面具有较好的准确性，为电力系统的监控和安全提供了重要的参考。

本文还介绍了一些可实现此方法的关键技术。

首先，小波变换方法能够有效地捕获信号中的噪声和特征，并将其分解为一组小波系数，支持系统的后续处理。

其次，在信号分析阶段，可以使用多种方法来改进信号的分析效果，包括独立成分分析（ICA），模式识别等。

最后，在提取特征时，可以采用主成分分析（PCA）来提取和识别特征，从而进一步改善信号分析结果。

此外，为了改善该方法的性能，也可以使用智能化方法（如人工神经网络）来进行信号处理，从而更好地定位出故障位置。

本文还列出了实施上述算法的一些关键步骤，并且给出了大量的实验结果，以证明本文所提出的方法大大优于传统方法。

总之，本文提出的基于小波变换的小电流接地系统故障选线方法可以有效检测出潜在的故障信号，并通过合理的特征提取来为接地线位置的抉择提供参考。

基于小波包多频带相关分析的故障选线方法

基于小波包多频带相关分析的故障选线方法李原;廖海斌【摘要】针对故障选线问题有许多的研究,提出了许多解决方案,但从现场使用情况看,基于不同原理的选线装置选线效果并不理想。

因此,如何可靠的实现故障自动选线,有必要对其进行更深入的研究。

本文针对传统小波变换在故障选线中的优缺点分析,提出一种基于小波包多频带相关分析的故障选线新方法。

通过对各线路暂态零序电流进行一系列变换,得到各线路的故障测距系数,并按大小排序,其中最小值对应的线路即为故障线路。

PSCAD仿真验证该方法正确有效。

%For a long period, people have done a lot of research for the problem of fanh line detection, and pro- posed a number of methods. However, these devices based on different methods are not ideal from the actual use. Therefore, it＇s essential to do futher research on how to automatically and dependablely select fault line. The faulty line selection based on wavelet transform is an effective method, but it has poor anti -interference a- bility. To address this, a new fault line detection method is proposed by both wavelet packets technology and cor- relation analysis. We can get fault measures through a series transform of transient zero - sequence current, the smallest one is fault line. The simulation experiment based on PSCAD show that the accuracy and effectivity.【期刊名称】《安徽科技学院学报》【年(卷),期】2011(025)004【总页数】4页(P49-52)【关键词】故障选线;小波分析;特征频带;故障测度系数【作者】李原;廖海斌【作者单位】安徽科技学院网络中心,安徽凤阳233100;武汉大学电子信息学院,湖北武汉430079【正文语种】中文【中图分类】TM77配电网的接地方式主要采用非有效接地，又称小电流接地方式［1］，主要包括中性点不接地、谐振接地和经高阻接地系统。

基于小波变换的配电网故障选线的研究

基于小波变换的配电网故障选线的研究
吴谢东
【期刊名称】《电力科学与工程》
【年(卷),期】2006(000)002
【摘要】针对小电流接地系统单相接地故障选线的研究现状,提出了基于非故障相暂态电流的单相接地故障选线的方法.该方法利用小波变换分析非故障相暂态电流,通过对暂态电流模极大值数值的比较来实现故障线路的选择.ATP仿真分析的结果表明,该方法准确可靠.
【总页数】4页(P21-24)
【作者】吴谢东
【作者单位】山西省电力公司,阳城供电支公司,山西,晋城,048100
【正文语种】中文
【中图分类】TM72
【相关文献】
1.基于双树复小波变换的配电网故障选线 [J], 刘洋;郭威;邢春阳;鞠默欣;庞博;杨薏霏
2.基于VMD-DTW聚类的配电网故障选线方法研究 [J], 舒征宇;汪俊;许欣慧;翟二杰;黄志鹏;杨世勇
3.基于MEEMD的配电网故障选线方法研究 [J], 阚哲;杨凡;韩景宇;孙震;吴东旭
4.基于改进RBF网络模型的中低压配电网故障选线研究 [J], 袁晓宇
5.基于小波变换的配电网故障暂态量选线方法 [J], 齐志华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

浅谈配电网故障基于小波分析的选线方法
【摘要】本文浅谈配电网故障基于小波分析的选线方法，通过分频特性良好的小波，利用频带剔除线路谐振状态，适当带宽分解故障后线路的暂态零序电流，从而小波重构低频段下各线路的零序电流，最后比较重构后的信号来选线。

【关键词】小波分析；小电流接地系统；暂态信号
1.配电网故障基于小波分析的的选线原理
串联谐振过程和并联谐振过程存在于配电网线路中，在谐振状态时，故障线路的阻抗有时呈感性，有时呈容性，受各线路长度、系统出线数等因素的影响，同时故障线路与非故障线路零序电流关系较为复杂，剔除进入谐振状态的频段，在有效频段内通过线路在各频带上的模极值能量进行判断，当配电网发生单相接地故障时，利用db10小波包将流经某一条非故障线路的暂态零序电流分解4层，将各线路信号分解到16个不同子频带上，记各线路零序电流小波包分解后在各有效子频带上的模极值为WIMLj，其中L=1，2，，n表示线路编号，j=1，2，，p 表示有效子频带编号。

线路L在各频带上的模极值能量为：（1）
此时利用故障线路能量较大且极性和其它线路相反的原理进行选线。

本文基于小波分析的选线方法，利用频带剔除线路谐振状态，通过分频特性良好的小波，得到其在不同频带下的输出，然后按照能量最大的确定线路故障特征最明显的频带。

根据故障线路暂态电容电流的极性与非故障线路不同的原理，当各线路的特征频带是一致的，选能量最大的频带，利用小波包分解频带下对各线路的零序电流；当各线路的特征频带是不一致的，小波包分解各线路特征频带，故障线路除在本身的特征频带上分布的能量最强，在其它线路的特征频带上也有较强的能量分布，而非故障线路只在本身的特征频带上分布的能量较强，在其它线路的特征频带上的能量分布较弱。

最后比较综合各频带的结果来实现故障选线。

2.配电网故障基于小波分析的选线算法
根据选线原理的分析，拟定以下选线步骤：（1）计算出中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统各自的有效频段，其中中性点不接地系统的有效频段为（0～fSFBH），中性点经消弧线圈接地系统的有效频段为（fSFBL～fSFBH）；（2）选择合适的小波函数；（3）选择能量最大的分解尺度作为故障“特征尺度”信息；根据各线路特征频段的情况，利用小波包对各线路的零序电流进行分解；若线路中高频分量占主要成分，利用模极大值和极性进行选线。

若线路中低频分量占主要成分，把各线路零序电流分解至第六层，将所得到的直流分量进行单支重构，通过比较重构后的结果来实现选线。

1）小波分析有效频带的选取
由线路相频特性分析可知：中性点不接地系统的有效频段为（0～fSFBH），
中性点经消弧线圈接地系统的有效频段为（fSFBL～fSFBH）。

代入零序仿真参数，可得：（2）因此，（0～968HZ）为中性点不接地系统的有效频带，（86～968HZ）为中性点经消弧线圈接地系统的有效频带。

引入比例因子k：（3）是为了明确各线路故障暂态零序电流在各频带下的分布情况，其中：En表示（4，n）频带下小波包分解结果的能量，E表示原始信号的能量。

2）小波函数的选取
因多数小波变换所具有的基本功能和特点：信号突变检测能力、分频能力、时频局部化分析能力，以信号细节分量的极性为判据，正被小电流接地系统的选线问题为用。

从接地选线的角度分析，所应用的小波性质如下：（1）具正规性和正交性。

正规性使得对于信号或图像的重构问题能够获得较好的平滑效果，而正交性使小波变换能快速的运行；（2）有高阶数的消失距。

消失距越高，则对于信号的奇异性检测比较有利；（3）检测暂态突变宜采用具有对称性或近似对称的小波。

对称性则使得小波变换具有线性相位；（4）为了提高运算效率，减少占用空间，小波基应具有紧支性或较短的滤波系数。

紧支性或较短的滤波系数，则有利于提高计算的速度，减少消耗时间。

工程上应用较多的小波函数是dbN小波系，特点是随着序号N的增大，时域支集长度变长，时间局部性变差；消失矩阶数增加；滤波器长度变长；正则性增加，频域局部性变好。

把一个信号分解为一系列小波函数的叠加是小波变换的本质，因此需要尽量使小波函数的波形与所分析信号的波形一致。

综合以上各种因素，根据以往的经验，选db10小波。

3）特征尺度的选取
具有故障特征的高频分量，是零序暂态电流经小波分解后，大量能量集中在高尺度上。

这样可以从各尺度中选出能量最大的信号所在的尺度，以该尺度的信息作为选线的判据。

大量的试验后，作为选线的判据一般取尺度4或者尺度5上的信号。

用于故障选线的频带宽度应选择适当，若过细，则频带对应采样点数过少，不利于进一步信号分析；若过宽，则信号信息含量增加，降低故障选线的可靠性。

所以选择4层16个子空间的小波包分解，每个频带宽度为125HZ。

根据故障线路与非故障线路暂态电容电流的极性不同的原理，故障发生在相电压过零点附近，暂态过程不明显，则在低频段下对各线路的零序电流进行小波重构，通过比较重构后的信号来实现选线。

对10KV系统进行仿真分析。

在仿真过程中，通过改变过渡电阻大小、故障点位置等参数进行了计算，仿真结果表明本文提出的故障选线方法有较高的可靠性。

3.结论
本文提出了基于小波分析的配电网故障选线方法。

在有效频段内基于奇异量
小波包变换的多频带分析，剔除线路进入谐振状态的频段的故障选线方法。

利用故障线路和非故障线路模极值的不同特性，找到各线路奇异量的模极值的大小和相位信息实现故障选线，需要选用合适的小波函数进行小波包变换。

通过对特征尺度的分析，选择db10小波对故障后的零序电流进行4层分解，在考虑各线路暂态零序电压和电流的奇异特性、频率成分的情况下，选取故障选线的有效频带和能量集中的特征频段，在特征频段一致和不一致两种情况下，根据特征频段上故障线路和非故障线路暂态零序电压和电流的小波包分解后的模极值大小和极性来实现故障选线。

参考文献
[1]车伟.基于小波分析的小电流接地系统单相接地故障定位研究[D].南京：河海大学，2003。