基于动态小波变换的电力系统故障信号分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第3期继电器Vo1．34No．3202006年2月1日RELAYFeb．1，2006基于动态小波变换的电力系统故障信号分析黄群古，任震，黄雯莹(1．广电集团中山供电分公司，广东中山528400；2华南理工大学电力学院，广东广州510640)摘要：提出了基于动态小波变换的电力系统故障分析方法，既充分利用了小波变换在电力系统故障信号分析中的优点，又克服了分析中傅里叶算法的不足。该方法简单、可靠，便于形成实时软件，对于提高电力系统故障检测水平和保护性能具有重要意义。关键词：动态；小波变换；电力系统；故障分

2、析中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)03-0020-04本文提出的基于动态小波变换的电力系统故障0引言分析方法，是根据系统信号的特点，充分利用了傅里电力系统的故障识别和选相，是电力系统继电叶算法和小波算法的优点，克服了它们各自的不足，保护和微机保护重要内容。在传统的微机继电这对于快速可靠地检测和分析电力系统的故障信保护中，为了提高保护的选择性和快速性，传统微机号，具有十分重要的现实应用价值和意义。保护常有许多种算法，如：最大值算法、半周积分算1小波变换方法法、导数算法、采样值算法、沃尔什函数算法和傅里叶算法，其中

3、占有特别重要地位的是基于傅里叶变工程中，常用的小波变换是二进小波变换，换的滤波器的选择和算法。为方便起见，本文仅以二进小波变换作为小波变换传统微机保护的类型的选择和相别判别中，首的代表。设(t)为小波函数，且满足稳定性条件：先利用傅里叶算法计算故障分量的有效值或模值，若存在二常数0

4、)·(2～t一6)dt=显然，上述判别的准确性，在很大程度上取决于傅里(2)叶算法。其中：(t)=(2)一丁(2～一6)，6为整数。但是，傅里叶算法有它固有的缺陷。一是在于．同样可以得出二进小波变换的逆变换形式为：时频特性方面：在傅里叶变换和算法中，所用的基函+∞数为e～、sin(o)t)或COS(o)t)，这三个函数的时域支t)=(t)(3)撑为(一∞，+∞)，而频域支撑为独立点；二是在于b=一∞其中：'(t)与(t)互为对偶，且满足对信号的敏感性方面：在傅里叶变换和算法中，对信．号的各采样点值反映迟钝、不灵敏，即当信

5、号发生突<2-6，>=6，6，c∈Z(4)变时或有干扰噪音侵入时，傅里叶变换并不引起特可以把小波函数(t)的频窗中心变换到基频别的注意。∞l=2-rrf~(这里为50Hz)。基于小波变换的电力系统信号分析及其故障识2动态小波变换方法别，已经从理论过渡到了实用阶段。小波变换在一定程度上克服了傅里叶变换的上述不足。小波在电力系统中，待分析的信号除了基频信号分变换不仅具有良好的时频特性，还具有检测和捕捉量外，一般还含有各次谐波分量。这些谐波分量，在信号突变成分的特点。某些场合下是有用的，可以用来识别故障类型，或者但是，傅里叶变换在某些场合下，有它固有的优用来产

6、生某种启动方法，如保护中的二次谐波制动；势，即对于平稳的工频信号，傅里叶变换检测较准确。此外，电力系统在发生故障时一般还伴随着幅值的维普资讯http://www.cqvip.com黄群古，等基于动态小波变换的电力系统故障信号分析21变化，这些幅值的变化也可以很好地用来作为故障不断地被后来的新值u所替代，同时，u．被u：所识别和元件启动之用。取代，u被u，所取代，如此类推。本文提出的动态小波变换方法，是基于电力系3实例分析统在正常时和故障时分别使用不同的变换，即用作变换的基函数为下列两个及两个以上的函数集合，下面应用本文提出的动态小波变换方法，对电且组成的

7、集合中至少一个为小波函数：力系统常见的故障信号进行分析。(t)，Ⅱ(t)，⋯，(t)(5)电力系统的故障类型很多，比较严重的是三相I将上述函数用一些满足一定条件的系数O／，短路。下面就对电力系统的这一故障进行分析，并O／Ⅱ，⋯，Ot联系起来，就构成了本文所要求的小波变且认为工频和初相角均未变化。换函数：设电力系统中某一高压信号经过frr变换后为：(t)=O／II(t)+O／ⅡⅡ(t)+⋯+OtⅣ(t)s(t)=100AmOsin(2t)(12)(6)其中=50Hz。其中：O／I，O／Ⅱ，⋯，O／Ⅳ满足故障发生时，该信号为：O／I+O／Ⅱ+⋯+O／N=1(

8、7)s(t)=100A1sin(2t)+100kA~e为了简单起见，本文仅取N=