電力系統(tǒng)繼電保護與故障檢測新方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)繼電保護是電網(wǎng)安全運行的重要保障。隨著計算機技術在電力系統(tǒng)的廣泛應用，繼電保護和故障檢測方法研究越來越引起人們的重視。因此，論文系統(tǒng)地研究變壓器差動保護和小電流接地系統(tǒng)故障檢測的現(xiàn)狀，對存在的問題提出了相應的改進方法，并提出了幾種自動保護和故障檢測的新方法。 論文針對短時傅立葉變換(STFT)的頻譜泄漏問題，提出了一種并聯(lián)濾波器和Bartlett窗函數(shù)構成的新算法結構。論文從理論上分析短時傅立葉變換的濾波器實現(xiàn)方式，仿真

2、了各種窗函數(shù)STFT對不同信號的輸出特點。分析結果表明，算法誤差的根源可歸結為頻譜泄漏，是信號頻率偏移濾波器中心頻率的必然結果。窗函數(shù)旁瓣迅速衰減有助于減少長范圍頻譜泄漏，矩形窗卻不屬于這類窗函數(shù)；變壓器勵磁涌流中50赫茲和100赫茲兩種頻率并存，使矩形窗以外的窗函數(shù)對這類信號處理存在嚴重主瓣泄漏誤差。將信號主要頻率成分分離，再采用Bartlett窗的STFT，克服了矩形窗旁瓣的缺陷，論文提出的算法結構，對頻譜泄漏具有明顯抑制作用，適合

3、于變壓器差動保護。 勵磁涌流的識別是變壓器差動保護的關鍵問題，論文提出了一種全周波傅立葉算法的改進方法和勵磁涌流的小波能量識別法?？紤]近代電力變壓器鐵芯材料的特點，論文建立了以磁滯回線為主的變壓器模型，分析了勵磁涌流與變壓器鐵芯參數(shù)和合閘初相角的關系。研究結果表明，合閘初相角在某一特定范圍內存在諧波制動死區(qū)：鐵芯材料的改進降低了涌流峰值，但諧波制動原理仍然是合適的；勵磁涌流中含大量衰減直流分量。針對衰減直流分量和STFT之間的矛

4、盾，論文提出了一種改進的全周波傅立葉算法，并將算法應用于變壓器差動保護。從時頻分析的角度研究小波理論，著重分析了小波理論中多分辨分析和Mallat小波分解算法，提出了基于db6小波的勵磁涌流識別新方法，采用4尺度和6尺度能量比作為判據(jù)，來識別變壓器勵磁涌流和內部故障。 小電流接地系統(tǒng)故障檢測是電力系統(tǒng)具有代表性的問題，論文提出了一種基于空間電磁場的接地故障點探測方法和一種基于多分辨分析的小波故障選線方法。論文從穩(wěn)態(tài)角度分析了小電

5、流接地系統(tǒng)單相接地故障電流和電壓的特征，研究了故障支路和健全支路電流電壓的空間電磁場分布規(guī)律，提出了一種利用五次諧波電場和磁場探測接地點的新方法，模擬實驗證明了方法的正確性。相對目前普遍采用的選線和測距方式，該方法將靜態(tài)電流電壓與空間電磁場聯(lián)系起來，實現(xiàn)接地故障點戶外探測。論文仿真了小電流接地系統(tǒng)單相接地電流電壓的暫態(tài)波形，采用db13小波提取故障電流暫態(tài)特征，提出了一種單相接地故障的小波能量選線法，方法直接以負荷電流6尺度的小波能量為