基于瞬时零序功率的谐振接地系统新型选线方法

在现代电力系统中，谐振接地系统因其消弧效果显著而被广泛应用，但同时也面临着单相接地故障的选线难题。针对这一问题，论文《基于瞬时零序功率的谐振接地系统单相接地选线新方法》提出了一个创新的故障诊断策略。该方法主要基于瞬时功率理论，即认识到在非正弦条件下，瞬时功率理论能更精确地捕捉系统中能量的传输特性。 论文首先指出，谐振接地系统在单相接地故障后，由于电容电流与消弧线圈感性电流的补偿作用，故障点的残余电流通常较小，有利于接地电弧熄灭。然而，这种补偿可能导致故障特征复杂，受多种因素如补偿电网的脱谐度、线路参数、互感器非线性、饱和效应、电弧不稳定性和不平衡负载等影响，使得传统的选线方法如基于相位分析的暂态能量或瞬时功率检测难以准确判断故障线路。 作者借鉴了小波包技术，提出了利用最小瞬时零序功率进行选线的方法，虽然灵敏度高，但可能受到不平衡电流的影响。而利用瞬时功率直流分量和零序变化量的选线方法以及基于暂态能量的分析，虽然避免了消弧线圈的影响，但依赖于相位计算和方向判断，可靠性存在局限。这些方法在处理故障点零序电流可能发生的倒相现象时可能会失效。 论文的核心创新在于从瞬时零序功率的角度出发，分析故障时线路瞬时零序功率的振荡分量频率特性。通过对比故障线路与非故障线路的零序功率振荡分量，发现它们的成分和频率特征存在差异。作者强调，这种方法综合考虑了暂态和稳态特征，不受相位分析的限制，同时能够揭示不同谐波电压和电流乘积关系中的振荡能量流特性，弥补了传统频域功率理论的不足。 具体实施时，作者通过对故障信号进行坐标变换，推导出稳态和暂态过程中的瞬时零序功率表达式。通过分析单倍、2倍、4倍和6倍工频振荡信号的组合，能够有效地识别故障线路，因为这些信号的频率特性提供了独特的故障标志。仿真和实录数据验证了该方法的有效性和准确性。 这篇论文为谐振接地系统的单相接地故障选线提供了一种新的、综合考虑多种因素且物理意义清晰的解决方案，对于提升电力系统的安全运行具有实际价值。