1、PDF外文：http:/ 5580 字 普罗尼法 ： 分析在消弧线圈保护网络的 接地故障电流的有效工具 OinisCHAARI ；Patrick BASTARD ；Michel MEUNIER 摘要 :普罗尼法 是一种信号模态分量估计技术。每一个模态分量被定义为四个参数：频率、幅度、相位、和阻尼。 这种方法被用来分析在消弧线圈保护的 20 千伏网络接地故障电流。 普罗尼法 参数中的一些电力系统特性方面的变化（在母线和所述故障，故障电阻和整个网络的电容电流之间的距离）呈现。 这 些 与 普罗尼法 参数有关的 暂态 故障电流可用 于确定发生了什么样的故障，以及
2、在哪里 发生 。 关键词 ： 普罗尼法 、信号分析、奇异值分解、 消弧线圈 保护网络、瞬时接地故障 1.简介 在所有可能发生在电力网络的故障，接地相故障是最常见的。该接地故障的影响 取决于中性点接地方式。在本文中， 我们把消弧线圈接地，其中一个消弧线圈被连接在电力系统中性点和地面之间。 对种电抗进行调整来匹配电网系统基波频率的值和零序电容的值 。结果是 ，接地故障期间流过故障 点的电流 不足以产生电弧。 然而，使用中性点经消弧线圈接地有利于系统稳定。消弧线圈接地已大量用于欧洲和 EDF（法国电力）并决定将其应用到整个法国电力系统。这种中性点接地 方式很少使
3、用 在 中性点直接接地占优势的北美。然而，也有一些系统使用中性点经消弧线圈接地更有利。 数字继电器应快速检测通过线路的任何故障信号并实时分析。大多数时间，用 50 赫兹的分析来诊断故障。 但是，在一个补偿功率网络中， 50 赫兹的零序电流分量可能非常弱，因此很危险。此外 ，在接地故障后 的几毫秒 ， 电流的 暂态分量比稳态分量高 的多 。首先 ，接地故障往往是由一系列的 短时间 瞬态持续 形成的故障。 在 故障 暂态 信号 中 的 信息 应该用 于 零序 保护以 提高 保护 的速度和 准确性 。 需要一种精确分析电流信号的工具分析当前的信号，并找到一个小数量的参数，定义
4、波形。几种算法已被用于在电信号的分析。 最广泛使用的方法 是傅立叶变换用来分析信号的频 谱分量 ，这种实时分析能产生一个完整的 平稳信号。 这种方法符合严格的限制，分析信号时有强烈依赖于时间的特性。此外， 傅里叶变换对信号的 非周期性分量非常敏感。 卡尔曼 滤波理论的技术已被应用于从信号 中除去干扰信号 。然而，卡尔曼滤波 模拟非周期分量的能力有限 。 在电力系统继电保护中提出了 最小二乘线性拟合方法。但线性拟合需要 信号模拟的先进知识。 问题是，故障信号的暂态分量 研究 相当困难。此外，很难建立故障本身和 暂态信号 的特性之间的关系。因此， 需要一个能分析
5、非周期分量的 方法，必须建立暂态 信号处理方法。 普罗尼法 便是其中之一 。 这是近两个世纪以来加斯帕德里奇，男爵 普罗尼 ，提出了模拟采样数据的方法，在他的实验中对气体阻尼指数函数的线性组合。 普罗尼法 原 始方 法已经被 改进了很多次 从而 普罗尼法 的现代版本推广到阻尼正弦模型： 普罗尼法 现在用来分析信号中暂态分量的频率、阻尼、大小，和 相位。 普罗尼法 适用于成 指数衰减的正弦信号的分析， 来自于电力系统的信号只要是与时间成线性关系的动态信号。文献 12 、 13 普罗尼法 用于分析美 国西北部电 力系统 的振荡。文献 14 普罗尼法 信号分析方法
6、应用于多机系统的电力系统稳定的设计。文献 15 验证 普罗尼法 分析 数字模型高压直流输电系统动态监测系统扰动。 其他显著作品包含在 16 20。 在本文中， 普罗尼法 应用于 分析中性点经消弧线圈 接地 系统的 故障电流。 接地 故障发 生在电力系统的馈线上，它是一个 地相或者地球相 -相故障。我们的目的是将故障电流分解成阻尼正弦分量。每组有 四个 特征 参数：频率，阻尼，幅度和相位。这些参数 有利于对 电力系统的特点和故障本身的研究 ，以确定任何接地故障 。 在本文的第 部分 ，提出 了补偿电网 。 通过 EMTP（电磁暂态程序）产生接地故障电流。第 部分， 普罗尼
7、法 的提出及简要描述。第 部分， 对 模拟的结果进行 说明 。 2.消弧线圈保护电路 一、最先进的 单相接地故障被检测出来取决于接地系统和系统电流中的零序电流 。 消弧线圈等效为一个电感值可变的电感，它对于基波电容电流是可以完全补偿的，但对于谐波电流就不能完全补偿了，因此要想实现无残流 ， 需要加入有源补偿电路。发生接地故障时小电流接地系统能够有效减少绝缘的劣化 。 然而，在消弧线圈保护的网络中，最常见的接地故障是间歇性的电弧故障，它们是一系列的自熄故障。 不同的方法已被用于检测和定位接地故障。一般来说，它们都是基于固定的值，如系统 的基频分量
8、和 第五次谐波。因此，我们可以猜测，在瞬态条件下，这种继电器的 精度问题。在瞬态故障检测技术领域，可以引用的：首先， 在一个大的频率通带零序有 功功率测量；其次，基于基频分量的 数字量 计算 保护。能够 保护大部分的接地故障 。然而，他们不利用高频模态分量。为了改善现有的继电器暂态电流必须进行 分析。 我们认为图 1 所描述的径向网络。 该 接地系统是一个 消弧线圈 、电感 X，和一个并联的电阻 R。电感 在一个直接接地故障的情况下， 流入消弧线圈的电流与 电容电流的总 电流是相同的。 图 1、 消弧线圈保护网络 二、 EMTP 模拟 在图 一
9、的网络中 模拟 EMTP（电磁暂态程序）。电源变压器表示 由 SL矩阵计算与 BCTRAN子程序计算 ,分布参数电路模型来模拟 从母线径向方式的七条 线路 。 单相接地短路，电阻值 等于 2在 A 相 B 相 都是 2在 C 相是 216。（图2a）。 另一方面， A、 B 两相接地短路时 。在这种情况下， X(t)是 A 相 对地 电流（图2b）。 注意： 在这种情况下， X(t)是 A、 B 两相电流的总和 。 EMTP 仿真的 各种参数： .:这 7 个输出 线 路 的总长度 .D:故障与母线之间的距离 .:接地电阻
