基于数学形态学的故障行波测距方法研究

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1、摘要电力系统规模日益扩大、电压等级不断提高。电网也在日趋复杂，为了保证系统的安全与稳定，需要更快速的继电保护。行波保护的最大优点是具有超高速动作的特性，而且还具有不受电力系统振荡、过渡电阻大小、对端系统助增和具体线路参数等因素影响的优点。因此行波保护具有重要的理论意义和实用价值。然而现有行波保护的保护原理还不成熟，技术还不完善。当前在行波波头检测和辨识时运用的比较成功的算法是小波分解算法，但该算法难于理解，计算复杂，延误了行波信号处理时间，不利于从离线行波测距向高速行波保护的发展。另外小波分解算法处理

2、的信号有时会有很大的幅值衰减及相位失真，这种性质非常不利于硬件检测和辨识。因此探索更加快捷有效的波头检测算法是将行波测距发展到行波保护的关键技术之一。本文就是运用数学形态学来替代小波分解算法，是对这个问题的有益尝试。主要的研究内容和成果如下：1．详尽阐述了数学形态学和小波分解算法，从原理和计算量方面对两种算法做了简单对比，得出数学形态学是更加快捷的算法的结论；2．将数学形态学用于交流系统行波辨识测距和直流系统(HVDC)行波辨识测距，同时考察了数学形态学的滤波效果，充分证明数学形态学在行波检测中应用的

3、有效性和鲁棒性；3．搭建简单行波测距装置实验室数字一一物理混合仿真实验平台，对采集到的行波信号进行形态学处理，用实际测量装置验证形态学的有效性。关键词：数学形态学小波分解算法行波测距行波保护本文得到云南省科技攻关项目(2003GGl0)：高海拔大容量远距离输电中行波故障测距技术研究的资助。AbstractWiththeenlargementofpowersystem，upgradeofvoltageandcomplexityofpowersystem，ultrahigh—speedrelaysaren

4、eededtoensurethesafetyandstabilityofthesystem．Therelaysbasedontravellingwavecannotonlyoperateatultrahighspeed，butavoidinfluenceofsystemswing，faultgeneratedresistance，feed—inoffar。terminal，parameteroflinesandSOon．Therefore，thestudyonprotectionbasedontrav

5、elingwaveisofgreatsignificance．However,thetheoryandtechnologyofexistingprotectionbasedONtravellingwaveisimperfect．TheexitingsuccessfulalgorithmondetectingandidentifyingwavefrontisWavelets，butthisalgorithmistime-consuming，complexanddifficulttounderstand．

6、ItisnotinfavorofdevelopingfaultlocatingtoprotectionbasedOntravelingwave．AdditionallytheamplitudevalueofsignalsdealingwithWaveletsdecreasesgreatlysometimesandphasedistortionisbroughtbythisalgorithm．Thischaracterinterferessignaldetectionandidentificationw

7、ithhardware．Soexploringfasterandmoreeffectivewavefrontdetectingalgorithmisoneofthekeystopromotedevelopmentfaultlocatingtoprotectionbasedontravelingwave．ItisanusefulattempttoreplaceWaveletswithMathematicalMorphology(MM)forthisproblem．Thecontributionarema

8、deasfollows：I．MathematicalMorphologyandWaveletsarediscussedindetail．BasedOnthesimplecomparisonintheoryandcomputationalcomplexity，wecanmakeaconclusionthatMMisafasterandsimpleralgorithmforwavefrontdetection；2．MMusedinACandHVDCfault