配电线路励磁涌流自适应闭锁方案
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湖南大学电气与信息工程学院、伊犁师范学院电子与信息工程学院的研究人员刘鹏辉、黄纯、石雁祥、王永红、雷一腾，在2019年第11期《电工技术学报》上撰文，针对配电线路电流信号中励磁涌流特征被正弦信号掩盖导致其无法被可靠识别、励磁涌流与故障电流并存时保护被错误闭锁等问题，提出了一种配电线路励磁涌流自适应闭锁方案。
首先，利用小波变换将线路电流波形在时域内分割为涌流区段与正弦区段，利用最小二乘法求取各区段信号的幅值与相角；然后，取每个周期内幅值最小的区段，判断其幅值与相角是否满足线路保护动作判据，并据此判定线路运行状况，确定是否闭锁线路保护。
所提方案不仅能可靠闭锁线路正常运行中的励磁涌流，而且在励磁涌流与故障电流并存时不会出现错误闭锁保护，实现了自适应闭锁。所提方案不需另行设定阈值，且不需获取电压信息，便于工程实现。仿真分析和现场录波数据测试结果验证了所提方案的有效性与可靠性。
配电网直接为电力用户提供电能，其安全运行关系国民经济与社会发展。然而，配电线路励磁涌流导致线路保护误动、合闸失败或馈线自动化失效等事件时有报道，威胁配电网的安全运行。
当励磁涌流造成线路保护误动作，导致合闸失败时，现场运维人员经常通过人为延长保护动作时限或调高动作阈值等手段规避励磁涌流，这无疑牺牲了保护的速动性和灵敏性。随着配电网的发展，对配电自动化的要求也越来越高，上述规避励磁涌流的手段更是弊端凸现，越来越不可取。
较为稳妥的方案是，当检测到励磁涌流错误触发保护时，对保护进行闭锁，避免其误动作。传统的励磁涌流辨识与闭锁方法有二次谐波制动法和间断角原理等。近年来，国内外研究人员对励磁涌流进行了深入的研究，提出了许多新型的方法，例如支持向量机鉴别法、波形分布特征法、自适应数据窗法和峭度判别法等。
但是，这些方法主要针对主网变压器差动电流中的励磁涌流。因配电线路励磁涌流特征的特殊性，已有的应用于单台变压器差动保护的励磁涌流辨识技术难以直接移植于配电网线路保护中。
对于配电线路中的励磁涌流，文献[1,14]分析了几起配电变压器励磁涌流导致线路保护误动的现场案例，提出了应对措施；文献[15]研究了配电线路励磁涌流的概率分布规律，可用于优化保护整定值；文献[16]提出了一种基于动态四边形法的配电网励磁涌流识别方法。
尽管以上研究成效显著，但配电线路励磁涌流的辨识与闭锁技术仍存在以下问题尚未被解决：
1）投入线路分支线时，配电变压器产生的励磁涌流在线路上与正弦负荷电流混合叠加，使线路电流中不仅存在涌流成分，还存在正弦电流成分。这导致信号中涌流特征被削弱或掩盖，使一些已有的励磁涌流辨识方法失效。
2）传统的闭锁方案在检测到线路电流中存在涌流后即对保护实施闭锁，导致部分保护功能的关闭或延时。励磁涌流状态下短路电流水平较低的线路故障，因保护已被闭锁而难以被检测到。传统的闭锁方案在闭锁后不再对信号中的非励磁涌流成分进行检测，存在盲目性。
针对以上问题，本文提出了一种配电线路励磁涌流自适应闭锁方案。一旦线路电流满足线路保护动作判据，所提闭锁方案即被触发启动。利用小波变换将线路电流波形在时域内分割为涌流区段与正弦区段，以避免提取特征量时励磁涌流成分与正弦电流成分相互干扰。
然后，利用最小二乘法分别拟合求取各段信号的参数（幅值和相角）；根据各区段信号参数排除涌流干扰，并取每个周期中的正弦区段的信号参数，判断其是否满足线路保护动作判据，进而确定是否闭锁线路保护。
所提自适应闭锁方案能够有效识别叠加在线路正弦电流中的励磁涌流，实现闭锁；在闭锁励磁涌流的同时，仍监测线路电流信号中的正弦区段，一旦判定存在故障电流，将可靠开放保护，实现自适应闭锁，能有效避免前述的两项问题。
图1 励磁涌流产生机理
图6 配电网络仿真系统
本文利用小波变换对线路电流波形中涌流区段与正弦区段进行分割，再对各区段信号信息进行甄别处理，在此基础上提出了配电线路励磁涌流自适应闭锁方案，并给出了具体实现步骤。
所提方案可实现自适应闭锁：励磁涌流在线路上与正弦负荷电流混叠时，能够正确地闭锁线路保护；线路短路故障时，能够可靠开放保护；即使在线路短路水平较低的短路电流与励磁涌流并存时，亦能检测到故障电流，开放保护，避免错误闭锁。此外，该方案不需另行设定阈值，且不需获取电压信息，便于工程实现。
本文为配电线路励磁涌流的闭锁问题提供了新的解决思路与方案。仿真测试和现场录波数据测试均验证了所提自适应闭锁方案的可行性。对比分析表明，其性能优于一些已有的方法，如二次谐波制动法和峭度判别法。