基于数学形态学的故障暂态信号分析

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1、致谢本文的研究工作是在我的导师田书教授的精心指导下完成的，论文的研究工作中凝聚了导师辛勤的汗水和心血。在此向我的导师田书教授致以最衷心的感谢和最诚挚的祝福。研究生求学期间，田书老师严谨求实的治学态度，一丝不苟的工作作风和高尚的道德情操使我受益匪浅。电气工程与自动化学院的领导、老师为我创造了良好的学习环境，使我能够顺利地完成研究生阶段的学习任务。在电力系统自动化研究室工作及撰写论文期间，实验室的各位兄弟姐妹们对我日常学习和研究工作给予了热心的鼓励和帮助，在此向他们表达我的感激之情。感谢我的家人，在我近二十年的求学之路上，对我默默的支持和付出，正是他们无微不至

2、的关心和鼓励使我坚持不懈完成学业。在此衷心的祝愿他们身体健康！。感谢论文援引的著作与作者。最后，向评阅论文以及出席硕士论文答辩的诸位专家和教授表示衷心的感谢以及最诚挚的祝福。摘要随着电网规模的不断扩大以及高压输电线路的逐步增加，电力系统对继电保护提出了更高的要求。根据电力系统统的暂态稳定性要求，必须实现保护的可靠、快速动作。基于工频量的继电保护其动作速度已经无法满足要求，而采用故障的暂态分量可以构成超高速保护，它具有很好的速动性，因此它可以满足超高压输电线路的速动要求。受限于信号分析手段的不足，很难将暂态初始行波信号与各种噪声干扰相分离，使保护的发展受到限

3、制。输电线路发生故障时，线路上会产生由故障点向两端母线传播的暂态行波信号，而输电线路的故障特征就包含在这些信号中。本文在仔细分析输电线路行波产生及其传输过程的基础上，将数学形态学的理论应用于暂态行波故障特征的检测研究中。提出一种基于数学形态学的行波方向保护方案。利用数学形态学的多分辨算法对故障信号进行滤波处理并提取暂态初始行波信号的局部特性，得到行波信号的瞬时功率局部模极大值，就可以准确地判断出故障时突变点的极性特点，从而实现方向保护。本文利用Matlab/simulink软件对500kV的双端供电的超高压输电线路进行数值仿真分析，对该保护方案的可靠性和有

4、效性进行仿真验证。仿真分析表明该保护方案不受故障类型，过渡电阻，故障时刻等因素的影响，能够可靠地排除噪声干扰，准确地判断出故障方向。关键词：输电线路；行波；数学形态学；暂态信号IIIAbstractWiththerapiddevelopmentofthepowersystemcapacity,andthesubstantialincreaseoflargecapacityunitsofHVtransmissionlines,thecurrentsituationputsforwardhigherrequirementtopowersystemprotect

5、ion.Accordingtotherequirementsofthepowersystemtransientstability,theprotectionmustactfastandreliably.Theactionspeedoftherelayprotectionbasedonfundamentalfrequencyhasreachedthelimit,.However,theprotectionwithtransientfaultcomponentactsquickly,whichcansatisfythequicklyactionrequirem

6、entsofHVtransmissionlines.Limitedbytheshortageofsignalanalysismeans,itisdifficulttoseparatetransientinitialtraveling-wavesformvarietiesofnoiseinterference,whichrestrictsthedevelopmentoftheprotection.Whenthetransmissionlinesfault,thefaultypointswillproducehigh-frequencytransienttra

7、veling-wavestothetwobuslines,whichcontainwealthyinformationofthefaultcharacteristics.Onthebasisofanalyzingcarefullytheproducingandspreadingprocessoftransmissionlinestraveling-waves,thethesiswillapplymathematicalmorphologytothedetectionstudiesoftransienttraveling-wavesfaultcharacte

8、ristics.Thenitproposestraveling-w