配電網(wǎng)直接為電力用戶提供電能，其安全運(yùn)行關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展。然而，配電線路勵磁涌流導(dǎo)致線路保護(hù)誤動、合閘失敗或饋線自動化失效等事件時有報道，威脅配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

當(dāng)勵磁涌流造成線路保護(hù)誤動作，導(dǎo)致合閘失敗時，現(xiàn)場運(yùn)維人員經(jīng)常通過人為延長保護(hù)動作時限或調(diào)高動作閾值等手段規(guī)避勵磁涌流，這無疑犧牲了保護(hù)的速動性和靈敏性。隨著配電網(wǎng)的發(fā)展，對配電自動化的要求也越來越高，上述規(guī)避勵磁涌流的手段更是弊端凸現(xiàn)，越來越不可取。

較為穩(wěn)妥的方案是，當(dāng)檢測到勵磁涌流錯誤觸發(fā)保護(hù)時，對保護(hù)進(jìn)行閉鎖，避免其誤動作。傳統(tǒng)的勵磁涌流辨識與閉鎖方法有二次諧波制動法和間斷角原理等。近年來，國內(nèi)外研究人員對勵磁涌流進(jìn)行了深入的研究，提出了許多新型的方法，例如支持向量機(jī)鑒別法、波形分布特征法、自適應(yīng)數(shù)據(jù)窗法和峭度判別法等。

但是，這些方法主要針對主網(wǎng)變壓器差動電流中的勵磁涌流。因配電線路勵磁涌流特征的特殊性，已有的應(yīng)用于單臺變壓器差動保護(hù)的勵磁涌流辨識技術(shù)難以直接移植于配電網(wǎng)線路保護(hù)中。

對于配電線路中的勵磁涌流，文獻(xiàn)[1,14]分析了幾起配電變壓器勵磁涌流導(dǎo)致線路保護(hù)誤動的現(xiàn)場案例，提出了應(yīng)對措施；文獻(xiàn)[15]研究了配電線路勵磁涌流的概率分布規(guī)律，可用于優(yōu)化保護(hù)整定值；文獻(xiàn)[16]提出了一種基于動態(tài)四邊形法的配電網(wǎng)勵磁涌流識別方法。

盡管以上研究成效顯著，但配電線路勵磁涌流的辨識與閉鎖技術(shù)仍存在以下問題尚未被解決：

1）投入線路分支線時，配電變壓器產(chǎn)生的勵磁涌流在線路上與正弦負(fù)荷電流混合疊加，使線路電流中不僅存在涌流成分，還存在正弦電流成分。這導(dǎo)致信號中涌流特征被削弱或掩蓋，使一些已有的勵磁涌流辨識方法失效。

2）傳統(tǒng)的閉鎖方案在檢測到線路電流中存在涌流后即對保護(hù)實施閉鎖，導(dǎo)致部分保護(hù)功能的關(guān)閉或延時。勵磁涌流狀態(tài)下短路電流水平較低的線路故障，因保護(hù)已被閉鎖而難以被檢測到。傳統(tǒng)的閉鎖方案在閉鎖后不再對信號中的非勵磁涌流成分進(jìn)行檢測，存在盲目性。

針對以上問題，本文提出了一種配電線路勵磁涌流自適應(yīng)閉鎖方案。一旦線路電流滿足線路保護(hù)動作判據(jù)，所提閉鎖方案即被觸發(fā)啟動。利用小波變換將線路電流波形在時域內(nèi)分割為涌流區(qū)段與正弦區(qū)段，以避免提取特征量時勵磁涌流成分與正弦電流成分相互干擾。

然后，利用最小二乘法分別擬合求取各段信號的參數(shù)（幅值和相角）；根據(jù)各區(qū)段信號參數(shù)排除涌流干擾，并取每個周期中的正弦區(qū)段的信號參數(shù)，判斷其是否滿足線路保護(hù)動作判據(jù)，進(jìn)而確定是否閉鎖線路保護(hù)。

所提自適應(yīng)閉鎖方案能夠有效識別疊加在線路正弦電流中的勵磁涌流，實現(xiàn)閉鎖；在閉鎖勵磁涌流的同時，仍監(jiān)測線路電流信號中的正弦區(qū)段，一旦判定存在故障電流，將可靠開放保護(hù)，實現(xiàn)自適應(yīng)閉鎖，能有效避免前述的兩項問題。

圖1 勵磁涌流產(chǎn)生機(jī)理

圖6 配電網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)

結(jié)論

本文利用小波變換對線路電流波形中涌流區(qū)段與正弦區(qū)段進(jìn)行分割，再對各區(qū)段信號信息進(jìn)行甄別處理，在此基礎(chǔ)上提出了配電線路勵磁涌流自適應(yīng)閉鎖方案，并給出了具體實現(xiàn)步驟。

所提方案可實現(xiàn)自適應(yīng)閉鎖：勵磁涌流在線路上與正弦負(fù)荷電流混疊時，能夠正確地閉鎖線路保護(hù)；線路短路故障時，能夠可靠開放保護(hù)；即使在線路短路水平較低的短路電流與勵磁涌流并存時，亦能檢測到故障電流，開放保護(hù)，避免錯誤閉鎖。此外，該方案不需另行設(shè)定閾值，且不需獲取電壓信息，便于工程實現(xiàn)。

本文為配電線路勵磁涌流的閉鎖問題提供了新的解決思路與方案。仿真測試和現(xiàn)場錄波數(shù)據(jù)測試均驗證了所提自適應(yīng)閉鎖方案的可行性。對比分析表明，其性能優(yōu)于一些已有的方法，如二次諧波制動法和峭度判別法。