Duffing振子方向元件法用于输电线路故障检测

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年2月吉林电力Feb．2006第34卷第1期(总第182期)JilinElectricPowerVo1．34No．1(Ser．No．182)Duffing振子方向元件法用于输电线路故障检测ApproachofDufingOscillatorDirectionalRelayDetectingFaultinTransmissionLines王媛，罗洪霞，张雪峰，李天云(东北电力大学，吉林吉林132012)摘要：提出了Duffing振子检测输电线正序故障分量的Duffing振子方向元件法。采用Duffing振子

2、周期策动力为故障电压，摄动力为故障电流。系统正常运行时，Duffing振子方向元件没有输出；系统处于正向故障和反向故障时，Duffing振子方向元件分别处于大周期状态和混沌状态，从而区分了故障的正反方向。该法判别方向的过程简单、准确，鲁棒性比较好。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。关键词：Duffing振子；正序；故障分析；策动力；摄动力Abstract：Duffingoscillatordirectionalrelaywhichbasedonpositivesequencefaultcomponentsoftransmissionlinesispropo

3、sed．FaultvoltageisselectedtobeDuffingoscillatorperiodicdrivingforceandfaultcurrentisthedisturbingforce．Thereisnooutputinthedirectionalrelaywhenpowersystemisstable，howeverthedirectionalrelaywilloutputbigcycleorchaosthusdiscriminatesbetweenpositiveandreversefault．Theapproachoffaultdir

4、ectionselectionprocessissimpleandaccurate，Ithasstrongrobustness．Simulationresultsshowfeasibilityandeffectiveness．Keywords：Duffingoscillator；positivesequence；faultanalysis；drivingforce；disturbingforce中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1009—5306(2006)01—0021—03Duffing振子方向元件法是利用混沌分岔特性程简单、准确，而且抗噪性能

5、好，具有较强的鲁棒性。检测外界信号的一种方法，将待测信号作为Dulling振子周期策动力的摄动，因为只有特定的频率信号1Duffing振子检测原理能引起系统相变，且相变与噪声信号幅值大小无关，所以具有良好抗噪性和灵敏度，方向元件用于故障本文采用Holmes型Duffing振子，其一般形式方向的判别，是继电保护装置的重要组成部分。传统的状态方程。为：方向元件如90。接线功率方向元件、负序功率方向元件、零序功率方向元件、相电压补偿式方向元件等{ly：(一ky+x-x。一fcOSwr)㈩虽应用于继电保护装置中，但都存在各自不同的缺其中：fcosO9l"为周期策动力，

6、，为幅值，k为阻尼陷⋯，如：不能反映所有故障类型、有电压死区及受比，+一。为非线性恢复力。对于Duffing振子系负荷电流影响等。为克服传统方向元件存在的问题，统，当k固定后(本文取0．5)，系统状态随策动力的参照基于正序故障分量的方向判别原理，从理论幅值变化呈现规律地变化。，为0时相点最终停在2上给出定性分析。本文在此基础上，提出了基于个焦点(±l，0)之一；f较小时相轨迹表现在为Duffing振子检测输电线正序故障分量的DuffingPoincar6映射意义下的吸引子，相点在2个焦点附振子方向元件法。该法无须计算故障分量(正序故障近周期振动。随着，逐渐增加

7、，系统经由倍周期分分量电流和电压)的幅值和相位，只要求解正序故障岔进入混沌状态；进一步增加，到一定阈值(设为分量电流和电压幅值的数量级即可(便于选择检测，d)，系统将由混沌状态进入大尺度的周期状态。系因子)，依据正向和反向故障使Duffing振子系统分统的混沌状态和大周期状态的相图如图1所示。别处于大周期或混沌状态来区别故障方向。判断过如果使系统处于从混沌到大周期状态过渡的临收稿日期：2005—12—05作者简介：王媛(1979一)，女，硕士研究生，研究方向为非线性理论在电力系统中的应用。·21·维普资讯http://www.cqvip.com2006年2月吉

8、林龟力Feb．2006第34卷第1期(