基于參數(shù)識別法小電流接地選線的研究

白銳+楊忠君

摘 要： 介紹和比較當(dāng)前小電流選線裝置的基本選線裝置的選線算法，并提出參數(shù)識別法理論應(yīng)用于小電流選線。

關(guān)鍵詞： 小電流接地選線；參數(shù)識別法；信息融合

1 小電流選線原理現(xiàn)狀

對線路接地進(jìn)行監(jiān)測的裝置稱為小電流接地選線裝置。通常采用的算法主要以下幾種。

1.1基于故障穩(wěn)態(tài)信息的選線方法[1]

基于故障穩(wěn)態(tài)信息的選線方法主要有：1、零序功率算法；2、故障線路零序電流最大原理；3、零序電流群體比幅比相法。

這幾種方法各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，其中零序電流群體比幅比相法，充分利用了故障信息之間的聯(lián)系，將孤立的故障信息融合比較，大大提高了選線正確性。 但是當(dāng)系統(tǒng)的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時，由于消弧線圈對故障線路電流的補(bǔ)償作用，此時群體比幅比相算法就不適用了。

1.2基于故障暫態(tài)分量的選線方法

1、首半波算法；2、暫態(tài)特征頻段的選線原理；3、小波分析法。

暫態(tài)分量既適合于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)也適用于諧振接地系統(tǒng)。近年來，小波分析方法引入后，使得基于暫態(tài)分量的方法日益受到廣泛關(guān)注。但是暫態(tài)分量信號頻率較高，處理數(shù)據(jù)量大，對采樣頻率和運(yùn)算速度有很高的要求，選線準(zhǔn)確率有了較大提升。

1.3其他方法。

注入信號法，這種方法的缺點(diǎn)是構(gòu)成較復(fù)雜，投資大，目前已基本淘汰。

2、參數(shù)識別法

為進(jìn)一步提高選線準(zhǔn)確率，現(xiàn)研究基于參數(shù)識別的算法，實(shí)際配電網(wǎng)線路多呈樹形結(jié)構(gòu)，帶很多分支。這些分支線路以及負(fù)荷變壓器、負(fù)荷開關(guān)后線路等元件的分布電容對線路負(fù)荷側(cè)的對地支路是有一定影響的，把這些影響等效成一個量值未知的電容疊加到線路Π模型負(fù)荷側(cè)的對地電容C02上。線路Π模型母線側(cè)的對地電容C01取一個定值（典型值取為線路本身對地電容的一半）作為已知量。這樣，線路的Π模型兩側(cè)對地電容值就不再相等，且有C01

算法實(shí)現(xiàn)：

先采用數(shù)字濾波器，剔除電氣量中起干擾作用的諧波分量，以提取符合數(shù)學(xué)模型的電氣量分量，即提取Π模型適用頻帶內(nèi)的電氣量分量。具體見濾波器設(shè)計一節(jié)。

5）實(shí)際選線裝置中應(yīng)用D-S證據(jù)理論，故障信息融合連續(xù)選線技術(shù)就是將接地故障持續(xù)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，分別計算出單次故障度和連續(xù)故障度，通過分析得出最可靠的選線結(jié)果。只要故障沒有消失，選線結(jié)果就不斷地進(jìn)行刷新。使用故障信息融合連續(xù)選線的優(yōu)勢是：面向全局獲得故障信息，少數(shù)受到嚴(yán)重干擾而導(dǎo)致誤選的信號不會對選線結(jié)果造成重大影響，保證了選線結(jié)果更加準(zhǔn)確。

3結(jié)論

參數(shù)識別法利用了頻帶范圍內(nèi)含有豐富故障信息的所有故障暫態(tài)信號，避免了諧波分量提取的誤差，保證了原始數(shù)據(jù)的可靠性；避開了直接對電氣量進(jìn)行比較，而是在最小二乘意義下對線路模型的一個參數(shù)進(jìn)行辨識，這個參數(shù)是相對固定的，不隨過渡電阻大小等外界因素變化，健全線路和故障線路區(qū)別明顯而且穩(wěn)定，不受消弧線圈和間歇電弧等故障隨機(jī)因素的影響；具有自舉性，不需要進(jìn)行群體比較，各線路選線獨(dú)立進(jìn)行，因此可以和饋線保護(hù)合為一體，滿足了自動化的要求。另外利用積分計算待求方程系數(shù)，可降低不符合模型的高頻分量的影響，降低對低通濾波器性能的要求，保證參數(shù)識別的準(zhǔn)確度。但該方法要求線路參數(shù)已知，在線路參數(shù)未知情況需要與暫態(tài)法配合；該方法計算量較大，涉及到矩陣的求逆，計算復(fù)雜。

參考文獻(xiàn)

[1] 牟龍華，盂慶海.供配電安全技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2] 賈清泉.非有效接地電網(wǎng)選線保護(hù)設(shè)計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[3] 崔凱，陳新，張兆國，小電流單相接地故障分析及系統(tǒng)保護(hù)原理.科技與生活，2010.

[4] 焦旭升.小電流接地選線原理分析.發(fā)電設(shè)備，2002（02）.