一种新的三端电气量行波测距方案

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1、第32卷第5期四川电力技术Vo1．32。No．52009年lO月SichuanElectricPowerTechnologyOct．。2009一种新的三端电气量行波测距方案焦征南，吕飞鹏，胡亚平，周鑫(四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：在现有的行波测距基础上，提出了基于数学形态学的三端电气量行波测距方案，先利用广义形态滤波器滤除现场信号中的噪声和脉冲信号，再利用综合数学形态梯度提取行波模极大值，快速准确检测出故障点。通过仿真验证了在选取合适的结构元素下，此方案是有效可行的。关键词：数学形态学；广义形

2、态滤波；综合数学形态梯度；行波测距Abstract：Onthebasisoftheexistingtravellingwavefaultlocation，anewschemeofthree—terminaltravellingwavefaultlo—cationbasedonmathematicalmorphologyisproposed．Firstly，thegeneralmathematicalmorphologyisusedtofilterthenoiseandpulsingsignalmixedinthew

3、avesignal，andthen，themodulusmaximaofsyntheticmathematicalgradienttransformisusedtofindthefaultlocation．Theresultsofsimulationverifythisschemeiseffectiveandfeasiblebyselectingappropriatestructuralelement．Keywords：mathematicalmorphology；generalmathematicalmorpho

4、logyfilter；syntheticmathematicalgradient；travellingwavefaultlocation中圈分类号：TM77文献标志码：A文章编号：1003—6954(2009)05—0054—04的三端电气量行波测距方案。利用广义形态滤波后，0引言通过综合形态梯度变换提取故障行波波头模极大值，找出畸变点，确定故障位置。在行波测距中，为了准确捕获故障行波波头到达时刻，采样频率往往取得很高，采样信号很容易受到1数学形态学基本概念各种噪声信号的干扰，此时需要运用较高灵敏度的检测工具，但高

5、灵敏度的检测工具在准确检测行波波头数学形态学是一门建立在积分几何以及随机集的同时也放大了噪声信号。通常采用低通滤波方法论的基础之上的学科J，相对傅立叶和小波等积分抑制噪声信号。各种低通滤波算法虽然可以较好地变换而言，数学形态学是一种非线性分析方法，其对滤除白噪声，但在抑制脉冲噪声方面显得无能为力，信号波形特征的研究不是将信号变换到频域空间处且他们在滤除噪声的同时会衰减行波波头的陡理，而是完全在时域中进行，它通过改变输入信号波度_lJ。目前将小波理论应用于行波测距的研究较形的几何特征对信号进行识别、重构及增强。数学形

6、多，但小波变换在处理脉冲噪声时同样不理想，其结态学的优点在于他只做一些逻辑运算和少量加减运果相对于输入信号还会带来相位偏移和幅值衰算，和傅立叶变换和小波变换相比具有更快的计算速减引。度，其线性相位上的良好表现取得更好的滤波效数学形态学是从集合论和积分几何学发展起来，果=¨。在电力系统中，数学形态学用集合描述目标作为一种新型的信号分析手段，已经在电力系统故障信号，在考察信号时设计一种结构元素的探针，通过行波信号分析中得到应用，文献[1]证明形态学滤该探针在信号中的不断移动，提取有用的信息进行特波算法能有效滤除白噪声和

7、脉冲噪声，而且不影响行征分析和描述。波波头的陡度。形态变换只做一些逻辑运算和少量形态学的基本变换包括腐蚀、膨胀、形态开和形加减运算，相比傅立叶、小波变换具有更快的计算速态闭等以及形态开、闭的级联组合。因为电力信度。号一般为一维信号，所以下面只介绍一维情况下的形在现有行波测距基础上，提出了基于数学形态学态变换即灰度形态变换。设．厂()和g()分别表示一．S4．第32卷第5期四川电力技术、To1．32。No．52009年lO月SichuanElectricPowerTechnologyOct．，2009维原始信号和一维

8、结构元素，一维欧基里德空间记为(MG)。E，两个函数的定义域分别为DrE和DE，则结G=(-厂g)()一(fog)()(8)构元素g(x)对数据)的灰度膨胀和腐蚀定义为由上式可知，MG是原始信号)经结构元素(f@g)()=max{—)+g()lg()膨胀、腐蚀后的数学差分，是由结构元素定义域(—)∈Dr且z∈D}(1)内的极大和极小值之差决定的，所以形态梯度