第 ６ 卷第 ３ 期
２ ０ １ ０ 年 ７ 月
沈阳工程学院学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃ ｅ）
Ｖｏｌ Ｎ畅６ Ｎｏ 畅３
Ｊｕｌ．２０１０
收稿日期： ２０１０ －０３ －２５
基金项目： 沈阳工程学院青年基金项目（２００９０４３０）
作者简介： 谷彩连（１９８０ －） ，女，石家庄人，讲师，博士研究生．
基 于 小 波 变 换 和 模 极 大 值 的 低 压 配
电 线 路 选 线 方 法 的 仿 真 研 究
谷彩连
１
，张友林
２
（１畅沈阳工程学院 电气工程系 沈阳 １１０１３６； ２畅辽宁省广播电视传播发射中心，沈阳 １１００１５）
摘 要： 准确选出故障线路是对电力线路进行故障测距的前提条件．分析了现有故障选线的方法 ，提出了基于小波变换
和模极大值相结合的低压配电单相接地故障选线方法的新判据，同时利用 Ｍａｔｌａｂ 的 ＰＳＢ 建立仿真模型进行分析，结果
表明，在中性点非有效性接地的配电线路中，利用小波分解的细节系数模极大值即可准确判断出故障线路．
关键词： 小波分解；模极大值；小电流接地
中图分类号： ＴＭ７４３ 文献标识码：
Ａ
文章编号： １６７３ －１６０３（２０１０）０３ －０２２１ －０４
我国大多数配电网均采用中性点非有效接地系
统，即小电流接地系统．小电流接地方式主要有中性点
不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式和中性点经
高阻接地方式等．据不完全资料统计，用户停电故障
８０％以上是由配电系统故障引起的，因此，配电系统单
相接地故障的故障选线和检测定位已成为长期困扰电
力工作者的一个棘手问题， 只有正确地选出故障线路
才能够进行精确的故障定位．
１ 现有的故障选线方法
１畅１ 基于稳态分量的方法
１）负序电流法．单相接地故障产生的负序电流由
故障点流向整个系统，其中绝大部分经故障线路流向
电源．但是故障如发生在轻载长线的始端，则负序电流
幅值的分布假设不能成立，因此，比较负序电流的电流
幅值的选线方法也将失效
［１］
．
２）零序电流有功方向法．以零序电压为基准比对
有功分量相角，就可实现故障选线
［２］
．但是，在实际中
有功分量一般只占零序电流的 ２％ ～３％，容易受 ＣＴ
不平衡对零序电流提取精度的影响，相角比较也容易
导致误判．
１畅２ 基于暂态分量的方法
１） 首半波法
［３］
．在相电压峰值出现前后发生接地
故障时该方法比较准确，但在相电压过零前后发生的
接地故障，其首半波电流暂态分量就比较小，再加上过
渡电阻的影响，则容易发生误判．
２）小波变换法．它是把 １ 个信号分解成为不同尺
度和位置的小波之和．小波分析可对信号进行精确分
析，特别是对瞬时突变信号和微弱信号的变化较敏感，
能可靠地提取故障特征，但要注意误差干扰
［４］
．
３） 暂态能量法
［５］
．通过比较线路暂态能量的大小
和符号即可进行故障选线．但其方法在相电压过零附
近故障或过渡电阻较大时，暂态过程较为微弱，暂态分
量不足，选线会失效．
２ 基于小波包细节系数的选线新方法
２畅１ 小波包选线方法的基本原理
当配电网发生单相接地故障时，利用小波包将流
经各线路的暂态零序电流进行多层次分解，能量较大
的频段，即为该线路暂态电容电流分布较集中的频段，
也是故障特征最明显的特征频段．线路能量定义式为
ε ＝
∑
ｍ
ｉ ＝１
∑
ｎ
ｊ ＝１
［ω
ｃ
ｉ
ｌ
ｉ
（ｊ）］，式中 ω
ｃ
ｉ
ｌ
ｉ
（ ｊ） 为小波包分解在第
（ｃ
ｉ
，ｌ
ｉ
）子频段下的系数．
２畅２ 改进的小波变换选线新方法
首先将暂态信号进行多层次分解，如图 １ 所示．其
中，ＣＡ
ｉ
和 ＣＤ
ｉ
分别代表每次分解的近似系数和细节
系数，提取第四层细节系数，求取该层细节系数的模极
大值，即为故障线路．该判据的优点就是算法简单，通
过判断零序电压的出现就可以断定系统中出现单相接
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