基于相关系数和中心频率的接地故障检测方法研究

作     者：AYA NDINGHAT AUDREY RICHMAND 

作者单位：长沙理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾祥君

授予年度：2017年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

主      题：非有效接地系统 故障检测 相电流 中心频率 相关系数 

摘      要：随着国民经济的高速发展,现代社会对供电可靠性的要求越来越高,但由于配电网结构复杂,运行方式多变,极易发生单相接地故障,因此,研究配电网故障检测方法对保障电力系统安全运行及国民经济发展具有重要意义。论文通过对故障相和非故障相的波形差异进行研究,提出了基于相关系数和中心频率的故障检测方法,对于不同类型的单相接地故障均能有效检测出故障线路。首先,论文对目前国内外的故障检测方法进行了研究,并深入分析了其各自的优缺点,其中当配电线路发生高阻接地故障或故障初相角接近0°时,大多数检测方法不适用,容易出现误判现象。然后,论文对中性点非效接地系统故障电流暂态特征分量进行分析,通过对故障线路和非故障线路的相电流故障分布特征深入研究,得出故障相电流与非故障相电流的突变波形存在明显差异,其中故障线路故障相与健全相电流突变波形之间的差异较大,故障相的暂态频带信号较弱;而正常线路,各相电流突变波形之间的幅度相似,且暂态频带信号高。最后,论文通过故障线路与非故障线之间故障电流突变波形的特征差异,提出了一种基于相关系数和中心频率的故障检测方法。该方法通过对各相电流突变波形和故障相电流频谱分析,计算出每条线路的相间相关系数和故障相的中心频率,标准化处理后,建立相应故障特征坐标系,并在故障特征距离中将故障相电流的时域特征和频域特性进行有效的结合,提高了检测的可靠性。论文在基于相电流突变特征与中心频率特征差异的基础上,通过结合故障特征距离（最小相关系数与中心频率的组合）提出了一种基于相关系数和中心频率的故障检测方法。大量的仿真结果表明,该方法在高电阻接地故障或故障初相角为0°时可以有效检测,可靠性高,抗干扰性强,适用性好。