考虑直流干扰条件下的变电站二次直流系统故障检测新算法
中国电工技术学会主办，2017年6月21-24日在河北省张北县举办，大会围绕新能源发展战略、系统关键技术、微电网及储能等重要议题展开交流。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。
安徽省电力公司铜陵供电公司的研究人员朱德亮、苏建明，在2017年第3期《电气技术》杂志上撰文指出，线性正弦跟踪器（linear sinusoidal tractor，简称LST）对于特定频率信号具有良好的幅频和相频特性，注入信号法的直流接地故障检测易受支路分布电容的影响。
本文提出了一种基于离散LST算法的改进型变电站二次直流接地故障检测算法，分析了检测系统等效电路数学模型，将LST算法经过旋转变换，直接分离出LST算法检测到的交流电流信号中电阻电流以及对地等效电容电流值，通过对待测信号一阶微分滤除直流分量，调节跟踪器参数，分离出特定频率待测交流信号，根据接地电阻以及等效电容计算公式得到各支路接地电阻及对地电容。
仿真结果表明，该算法能够克服分布电容对检测结果的影响，准确检测出接地故障。
变电站二次直流系统为保护、测控及一次设备提供装置电源及操作电流，直流故障作为危急缺陷严重影响电网安全稳定运行。直流故障表现为正负直流电压不平衡，直流正接地容易造成保护装置误动，负接地会造成保护装置拒动，继而引起电网安全事故。
对于变电站二次直流系统接地故障检测主要分为电桥检测法[1-3]及信号注入法[4-5]。电桥检测法主要分为平衡电桥检测法以及不平衡电桥检测法，不平衡电桥检测法能够避免直流混接时电桥的引入引起的直流母线正负电压偏差问题，对检测支路接地故障具有一定的灵敏度。
注入信号法易受到检测支路分布电容的影响，通过引入先进的信号处理方法[6-10]能够消除分布电容影响，为典型代表的基于小波分析的直流接地故障检测算法能够大幅度提高检测精度。
文献[11]分析了基于复值小波变换和Morlet小波变换的检测方法，通过仿真分析证明了两种小波变换算法均能够有效消除支路分布电容对检测结果的影响，有效提高了检测精度。文献[4]利用分形维数和凹凸度参数惟一确定的二维平面上点的位置，来检测不同情况的接地故障。
文献[12]提出了一种正弦跟踪器算法，通过调节滤波器参数实现任意频点任意带宽的线性滤波器，具有稳定的幅频和相频特性。文献[13]将该算法通过四阶龙格-库塔微分方程式解法将算法引入嵌入式系统，为实用化提供了理论基础。
文献[14]利用正弦跟踪算法实现变电站二次直流系统接地检测，证明算法具有良好的检测精度，能够同时检测出支路接地电阻和对地电容值，但未考虑在获取的低频信号中有直流信号干扰，会影响测量精度。
本文提出了一种基于离散化LST算法的改进型直流故障检测实用化特点，通过分析LST算法易受直流信号干扰，改进检测步骤，对待测信号进行一阶微分，将LST算法进行旋转变换直接分离出电阻电流及等效电容电流有效值，通过接地电阻及电容计算公式得出结果，仿真结果表明该算法具有良好的检测精度，能够全面反映变电站二次直流系统故障，实用化前景较好。
图 1 变电站直流系统检测等效电路