基于复小波包重构技术的补偿电网选线装置

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:louism123
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在我国,配电网多采用中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式,具有故障电流小、供电可靠性高等优点,但其单相接地故障选线问题一直没能得到很好的解决。长期以来国内外学者对选线的原理和技术方面做了很多工作,提出了基于不同故障特征的选线方法,但实际应用的效果并不理想。究其原因,每种选线方法都有其适用范围的局限性,故不能只以单一的判据作为选线方法。  本文对补偿电网运行方式进行了阐述,并深入地分析了不同故障时刻条件下所发生故障的暂态特性和稳态特性。以小波作为信号分析的数学工具,在时频两域同时具备良好的局部特性,弥补了传统傅里叶分析只能分析平缓信号的缺陷,使利用故障暂态量选线变得可能。为了提高选线可靠性,本文充分利用故障暂稳态信息,分别构造了暂态判据和稳态判据,具体为:  1)暂态判据一,频带自适应的首半波法。当故障发生在相电压过峰值附近时,将复小波包技术与传统首半波法结合,将故障暂态零序电流的首半波分解到适当层(4层),在有效频带内借鉴“群体”的思想,根据能量集中的原则自动选出特征频带,分析其中的相位极性来进行选线。  2)暂态判据二,衰减直流分量法。当故障发生在相电压过零附近时,用复小波包对故障后一个周期内的暂态零序电流分解至适当层(7层),通过小波单支重构提取各支路零序直流分量,分析各路直流量大小来进行选线。  3)稳态判据,极性相关分析法。定义极性相关函数及极性相关系数,以极性相关系数为指标来衡量各支路五次谐波分量的两两相位相似程度,故障支路与健全线路的相似度低,而健全线路之间的相似度高,以此将故障线路区别出来。针对经消弧线圈系统五次谐波分量小,易受干扰的情况,主动的注入脉动直流检测信号,并用小波重构对其五次分量进行提取,有效的增大了检测信号强度及消除了高次谐波的干扰因素。  此外,DSP作为高速度、高精度的数字信号处理器,其内部自带了丰富的外设功能,为选线装置的设计开发提供了很好的硬件基础。本文选用TMS320F2812为主控芯片,扩展了外部A/D采样模块、数据存储模块、人机接口模块、串行通信模块等,并通过相应的软件设计实现了高速、高精度采样,实现小波算法及选线方案,上下位机通信,数据库建立等。  最后,用设计出的装置在不同故障条件下进行了大量实验,验证了本课题采用的综合选线方案的可靠性及装置的执行力。
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