摘要: 配电网靠近用户，运行环境复杂，运行时易与树枝、建筑或地面接触，产生高阻故障。对于此类故障，因接地电阻大，引起的电气量变化不明显，常规保护难以可靠动作。多数高阻故障不会对配电网产生严重影响，但该故障持续发展后易演变成更为严重的事故。... 展开 配电网靠近用户，运行环境复杂，运行时易与树枝、建筑或地面接触，产生高阻故障。对于此类故障，因接地电阻大，引起的电气量变化不明显，常规保护难以可靠动作。多数高阻故障不会对配电网产生严重影响，但该故障持续发展后易演变成更为严重的事故。高阻故障识别是配电网继电保护领域极具挑战性的难点问题之一。本文研究配电线路高阻故障特征和故障识别方法，致力解决谐振接地系统及小电阻接地系统中的高阻故障识别难题。 针对谐振接地系统，建立了适用于高阻接地故障的暂态等值模型，详细分析了谐振接地系统欠阻尼和过阻尼两种谐振状态下的暂态特征。理论分析及仿真数据表明，多数高阻故障属于欠阻尼状态且故障后消弧线圈零序电流暂态变化过程出现拍频现象，消弧线圈零序电流波形自相似性低。据此，提出了基于多重分形去趋势波形分析(MFDFA)的高阻故障识别方法。该方法采用MFDFA得到多重分形参数曲线，根据分形参数曲线界值比判别高阻故障。谐振系统欠阻尼情况下零序电流的多重分形特性参数曲线H(q)满足反正切分布，系统带不平衡负载运行或进行开关操作时的零序电流H(q)曲线趋于常数，根据该分形特性差异构成故障识别判据。MATLAB数字仿真以及RTDS实验仿真结果均验证了该高阻故障识别方法的可靠性和灵敏性。 针对小电阻接地系统，分析了其零序等效网络，研究了发生高阻故障后零序电流时域、频域及稳态、暂态故障特征，着重关注故障处不稳定电弧在零序电流过零点附近产生的畸变特征。发生弧光接地故障时，故障电流波形在过零点附近存在明显的非线性畸变，其3、5、7、9等奇次谐波增量明显，偶次谐波增量明显低于奇次谐波增量；系统带不平衡负载运行或进行负荷投切等开关量操作时，零序电流中奇次谐波和偶次谐波增量差异不明显。据此，提出了基于广义S变换和极限学习机的高阻故障识别方法。该方法将中性点零序电流进行广义S变换，提取复时频矩阵中零序电流过零点附近的低频段的元素构成特征矩阵；然后基于特征矩阵能量谱采用极限学习机鉴别高阻故障与系统正常运行下的相似扰动。MATLAB数字仿真以及RTDS实验仿真结果均验证了所提方法的可靠性和准确性。 收起