基于小波包能量熵的单相自适应重合闸判据研究
[摘 要] 文中介绍了小波包能量熵的实现方法，在暂态仿真软件EMTP-RV中建立了带并联电抗器的高压输电线路仿真模型，并利用小波包能量熵对线路的故障性质进行了分析。分析结果表明，瞬时性故障跳闸后故障相端电压的小波包能量熵值远大于永久性故障时的熵值。根据上述特征，提出了自适应重合闸判据，此判据能快速准确识别故障性质，且不受系统运行方式、故障位置、过渡电阻等因素的影响，具有良好的自适应性。
[关键字] 小波包能量熵 高压输电线路 单相自适应重合闸 瞬时性故障 永久性故障
引言
输电线路担负着输送电力的重要任务，是连接发电厂与用户的纽带，是电网中的重要环节。运行经验表明：超高压输电线路，其单相接地故障占88.7%-92.6%[1]。而在这些故障中又有70%-90%[2]属于瞬时性故障，因此，自动重合闸在超高压输电线路中获得了广泛应用。但若重合于永久性故障会使系统再次受到短路冲击而导致设备的工作条件更加恶化。基于此不足，上世纪八十年代我国科学家葛耀中教授基于自动重合闸，提出了具有重合前故障性质识别功能的“自适应重合闸”，这一理论为自适应技术在电力系统继电保护领域开辟了广阔的前景，其成果奠定了这一领域的基础。
自适应重合闸技术经历了三十年的发展，国内外专家学者提出了一系列有关线路故障性质判别的方案，其中有些已经在电网中运行。较为典型的有电压幅值及其相位判据法[3-4]，该方法利用瞬时性故障时断开相的恢复电压高低或者相位角来区分故障性质，但此方法受并联电抗器和线路长度的限制，容易发生误判，尤其对于长距离或重负载的输电线路该判据在准确识别故障性质上存在误区。再者基于人工神经网络[5-6]的判据，需要大量的训练样本应用起来较为复杂。最后小波变换和波形识别等方法在电力系统故障诊断方面得到了广泛应用。
本文分析了不带和带并联电抗器的高压输电线路发生瞬时性故障和永久性时故障相端电压的小波包能量熵，提出一种故障性质甄别的自适应重合闸新方法，并对不同故障状况进行仿真验证，证实该方法具有较好的适应性。
1.电弧理论
1.1 一次电弧分析
当发生故障至断路器跳开时刻为一次电弧阶段，故障点通过一次电弧流过较高的短路电流，此时电弧的特征是：电弧没有明显的拉伸，因此时断路器还未断开，由于电源能量的支持，电弧会有一个较大的横截面，且电弧压降主要集中在弧柱上。一次电弧的动态特性可由式1～3来表示[7-8]：
基于小波包能量熵的单相自适应重合闸判据研究
