复小波包变换及其在小电流接地选线中的应用

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要小电流接地选线一直是困扰电力研究人员的一个难题。各种选线算法不断地被提出，但由于稳态电流幅值微弱，易受消弧线圈的影响，因此稳态选线法逐渐被暂态选线法所取代。小波以其优良的性能在暂态选线法中备受关注。本文致力于利用双树复小波包变换来尝试解决小电流接地选线问题。详细介绍了实小波在信号处理中的缺陷，以及其他复小波缺乏解析性，进而引出双树复小波包理论。双树复小波包以其较小的代价同时克服了已有小波的平移敏感性、频带混叠、方向性差、缺乏相位信息、频域不解析、能量不守恒等缺点。有望在小电流接地选线中做出新的贡献。从暂态和稳态两方面对小电流接地系统单相接地故障进行了详细

2、分析。通过对各种故障情况下的零序电流频谱分析发现：当线路故障时，在0～1300HZ范围内，故障线路的归一化零序电流功率谱远大于正常线路，而正常线路之间差别很小；在l300HZ以外，却不具有这样的规律。当母线故障时，所有线路归一化零序电流在0～1300HZ范围内的功率谱基本一致，而在1300HZ以外，却有一定的差别。上述规律不受其他故障条件所影响。从而提出了特征选线频带的概念。通过各种复小波包系数利用方法的有益尝试，提出了复小波包频带能量熵系数利用准则。为了扩大故障线路与正常线路的差别，对特征频带内各子频带的频带熵作积处理，得到了复小波包特征频带复合熵线路特征量化准则。为了有效避免各种情况下的选

3、线误判，将所有线路的频带复合熵最大值与次最大值之比作为选线依据。通过其与一阈值的比较可以找到故障线路。各种情况下的仿真证明了本算法的有效性，耐过渡电阻能力强，在小故障合闸角时灵敏度更高，不受系统接地方式、线路长短和故障距离影响。与衰减直流选线法和小波包暂态能量法做了对比，突出了本算法的优越性。通过与实小波包相同算法的比较，验证了本算法的平移不变性。关键词：小电流接地选线；双树复小波包变换；解析性；平移不变性；特征选线频带；频带复合熵西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractThefaultlineselectionofneutralnon-effectivegroundingsys

4、temisalwaysaproblemthatpuzzlespowerresearchers．Recentlyallkindsoffaultlineselectionmethodsaregraduallyproposed．Butsteady-statelineselectionmethodsaregraduallyreplacedbytransientlineselectionmethods，becausesteadycurrentamplitudevalueisweakandeasilyinfluencedbyarcsuppressioncoil．Waveletispaidmuchatten

5、tionduetoitsexcellentperformanceintransientlineselectionfields．Dual-treecomplexwaveletpockettransformisdedicatedtotrytoresolvetheproblemoffaultlineselection．Theshortcomingsofrealwavelettransforminsignalprocessingfieldareintroducedindetail．However，othercomplexwaveletislackofanalyticity．Thusdual-treec

6、omplexwaveletpockettheoryisintroduced．Dual—treecomplexwaveletpockettransformcanovercomesomedisadvantagesofrealwaveletsimultaneously，suchasshiftsensitivity，poordirectionality，absenceofphaseinformation，frequencybandsaliasing，lackingofanalyticityinfrequency-domainandenergynonconservation．Itwillmakenewc

7、ontributionstofaultlineselectionproblem．Steady·-statefaultandtransientfaultofneutralnon--effectivegroundingsystemareanalyzed．Accordingtothespectrumofzerosequencecurrentinallkindsoffaultcondition，wesee