相控开关的早期故障检测及过零预测方法研究

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摘要本文分析了相控开断技术的意义和难点,简要介绍了短路电流过零点预测现状。将短路故障早期检测技术引入高压断路器短路故障分断,采用小波变换第四尺度小波分量作为短路故障特征量,通过建立动模实验室模型仿真验证其对中压线路短路故障早期检测可行性,仿真表明在400μs后即可判断短路故障。在此基础上,针对相控开断技术中短路电流过零点预测的需求,本文提出故障早期检测的短路电流等比直流分量递推的故障电流预测算法,在故障早期检测出故障后,使用约半个周波的采样时间后实现电流过零点预测,通过Matlab对0°~180°故障初相角及含有谐波和噪声的故障信号进行仿真,结果表明过零点误差在小于0.5ms,满足相控开断技术的需求。最后,采用Compact-RIO测控系统经动模实验室实验验证了早期检测及其过零预测的快速性和有效性对绝缘油老化引起的一起高压电缆终端故障进行了深入的分析,结合可能造成终端内绝缘油老化的原因,提出了相应。

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关键词 ：早期检测, 相控开断, 过零预测, 短路故障

Abstract：This paper analyzes the significance and the difficult of controlled interruption technology. It briefly introduces the status quo of zero-cross point of fault current. Early fault detection is applied into high voltage circuit breaker, being characterized by the fourth dimension component of wavelet transform, though the establishments of dynamic model laboratory simulation verify the feasibility of early fault detection for medium voltage lines. The simulation shows short-circuit faults can be detected in 400μs. On basically, according to the necessary in the controlled fault current interruption to predict the zero-cross point of fault current, a a geometric dc component recursion fault current prediction algorithm is put forward based on the early fault detection. After the early fault detecting, zero-cross points will be predicted in about half a cycle of sampling time. Though the simulation on fault initial angle varied from 0° to 180°and signal contained harmonic and noise on Matlab, the results show that the zero-cross point error is less than 0.5ms, meeting the needs of controlled interruption technology. Finally, Compact-RIO measurement and control system verified the quickness and the effectiveness of early detection and zero prediction via dynamic model laboratory experiments.

Key words： early detection controlled interruption zero-cross point prediction short-circuit faults

出版日期: 2016-07-27

基金资助:国家自然科学基金资助项目（51377023）

作者简介: 吴巧玲（1990-）,女,福建宁德人,硕士研究生,研究方向为智能电器及在线监测技术。

引用本文:

吴巧玲, 缪希仁, 许火炬, 郭谋发. 相控开关的早期故障检测及过零预测方法研究[J]. 电气技术, 2016, 17(7): 24-30. Wu Qiaoling, Miao Xiren, Xu Huoju, Guo Moufa. Research on Phase Switch Early Fault Detection and Zero Prediction Method. Electrical Engineering, 2016, 17(7): 24-30.

链接本文:

http://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2016/V17/I7/24

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