基于凯伦贝尔变换的单端母线集成保护

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第22期继电器Vo1．34No．222006年ii月16日RELAYNov．16，2006基于凯伦贝尔变换的单端母线集成保护张飚，和敬涵，薄志谦(1．北京交通大学电气工程学院，北京100044；2．AREVA保护和控制公司，英国)摘要：电力系统暂态保护具有响应快，准确度高，不受工频振荡、过渡电阻等影响的特点。提出了基于凯伦贝尔变换的单端母线集成保护基本原理。故障发生后，对某条母线所有出线的暂态电流行波，应用凯伦贝尔变换进行解耦，得到模量，然后对其进行小波变换，可由小波变换的模极大值的极性判别出故障发生的相对位置。理论分析和仿真结果表

2、明，应用凯伦贝尔变换来实现单端母线集成保护是切实可行的，在硬件奈件满足要求的情况下可以投入实际应用。关键词：暂态保护；集成保护；凯伦贝尔变换；模极大值；小波变换中图分类号：TM773文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)22-0001-040引言，』【白过电流继电器在电力系统第一次问世以来，至今已过了一个世纪。保护装置技术从机电式、晶体管式、集成电路式发展到了微处理机式。目前，在图1基于单端母线的集成保护基本原理示意图电力系统保护领域里，以微处理机为基础的数字式Fig．1Sketchmapofthebasicin!egratedprotectionprincipleofa

3、singlebus继电器已逐步取代传统继电器。然而，基于工频信号的各种保护原理仍然发挥着主导作用。如图1所示，在线路中的F点发生故障时，，2的近年来随着对电力系统暂态过程研究的深入，暂态电流行波与，l、的暂态电流行波极性将相反，利用故障产生的暂态分量的保护得到了发展⋯。，和，的暂态电流行波极性将是一致的。输电线路故障时会产生从工频到高频的故障暂态分与以往的暂态行波极性比较保护原理相比，该量。这些故障高频分量信号中含有多于工频信号的原理仅仅需要单端母线的暂态电流行波量就可以判故障信息，可以用来实现利用工频信号实现不了的别出故障的相对位置，而且一条母线仅仅需要一个新型保护。暂态保护利用故障产

4、生的暂态分量来进极性判别装置，而不需要在每个出线上郁设一个装行故障的判别，实现保护功能，具有响应快和准确度置。对每条母线的极性信息进行综合就可以判别出高的优点，而且不受工频现象如过渡电阻、系统振故障发生的具体位置。荡、CT饱和等的影响J。利用小波变换的模极大值对应于暂态行波的奇本文提出一种新型的暂态电流行波极性比较集异性这一特性，首先检测小波变换的模极大值，如果成保护基本原理，通过比较单端母线所有出线暂态检测到模极大值，则可判断为系统出现故障。再利电流行波模量的极性，就可以判断出故障发生的相用小波变换模极大值的极性就可以判别出故障发生对位置，保护不仅具有新的性能，还具有集成保护特的相对位

5、置。性l基于单端母线的集成保护基本原理2小波变换奇异性检测和模极大值理论暂态行波信号是一种具有突变性的、非平稳性线路发生故障时，故障点产生的暂态行波会传的高频暂态信号，从故障的电流电压信号中提取出播到各条线路。对于某条母线的所有出线来说，来有效的故障特征是构造暂态行波保护的前提与关键自故障侧出线的暂态电流行波极性与其余出线的暂所在，而现有的常规保护中所用的分析工具常采用态电流行波极性不相同。来自非故障侧出线的暂态傅立叶变换来对故障信号进行分析，但是，傅立叶变电流行波同极性。这就是基于单端母线暂态电流行换只能得到故障信号在频域的一些信息。用傅立叶波极性比较的集成保护基本原理。维普资讯htt

6、p://www.cqvip.com2继电器变换来对暂态行波信号进行描述完全达不到所要的『。]r1—1071-I]有用的故障信息，因此，需要新的数学工具来刻画故L=0一I障信号。小波变换不同于仅限于时域或频域的信号，0Jl11JL，J分析方法，它是一种新的可达到时域或频域局部化其中：、、，0分别为相电流，、，b、，凯伦贝尔变换的时频分析方法，被认为是傅立叶分析发展的新阶下的模分量、卢模分量和0模分量。其中0模分段。它具有许多其他时频分析所不具备的优良特量在三相导体和大地之间传播，Ot模分量在A相和性。这使得小波变换成为信号处理的一种强有力的B相导体之问传播，卢模分量在A相和C相导体之新工具

7、和手段。间传播，模分量和卢模分量仅传播在导体之间，所设wf()是函数)的小波变换函数，在尺度以又称线模分嚣。下，在。的某一领域6内，对一切都有Jwf()l0模分量随着频率升高衰减很严重，一般不选≤lI。)l，则称。为小波变换的模极大值点，0模分量作为小波变换的对象；而线模暂态行波信wf(。)为小波变换的模极大值。号作为测量信号可以保证足够的灵敏度，可以作为线路在故障以后的暂态行波信号中包含着丰富测量信号来进行小波分析。本文采用模分量