EMD 在500 kV输电线路接地故障分析中的应用.pdf

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1、《电气自动化)2014年第36卷第2期电力系统及其自动化PowerSvstem＆Automati0nEMD在500kV输电线路接地故障分析中的应用王伟。翟春雨(内蒙古超高压供电局。内蒙古自治区呼和浩特010080)摘要：经验模态分解(empiricalmodedecomposition，简称EMD)是希尔伯特一黄变换(Hilbert—Huang)的关键步骤，从本质上讲是对信号进行平稳化处理，其结果是将信号中存在的不同尺度波动或趋势逐级分解出来，提取有用信息，是近年来发展起来的一种新的处理非线性、非平稳的信号分析方法，已经在许多工程

2、领域得到了广泛的应用。运用小波变换与其相结合的方法，分析了电力系统中超高压输电线路发生单相接地故障时的信号，从时频两方面，得到了Hilbert时频谱与边际谱，具有较高的分辨率，收到了很好的效果。关键词：经验模态分解；电力系统；接地故障；非平稳；小波变换DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2014．02．025[中图分类号]TN911[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)02—0075—03EMDApplicationintheGroundingFaultAnalysisof500kVTra

3、nsmissionLineWANGWei．ZHAIChun．vu(InnerMongoliaExtraHighVoltagePowerSupplyBureau，HohhotInnerMongolia010080，China)Abstract：Empiricalmodedecomposition(EMD)-akeystepinHilbert—Huangtransformation，isessentiallyasignalsmoothingprocess，resultinginagradualdecompositionofthesig

4、naltodifferentscalesoffluctuationsortrendsandextractionofusefulinformation．Itisanewanalysismethodfornon—linear，non—stationarysignal-developedinthepastyearsandwidelyappliedinmanyengineeringfields．Inthispaper-wavelettransformisusedtoanalyzethesignalincaseofsingle—phaseg

5、roundingfaultintheextra—highvohagetransmissionlineIandtheHilbeatime／~equencyspectrumandmarginalspectrumthusobtainedhavehighresolutionandgoodresults．Keywords：empiricalmodedecomposition；electricpowersystem；groundingfault；non—stationary；wavelettransform0引言障电流信号，并求解Hilber

6、t时频谱及边际谱实现了故障时刻的准确定位，显示出很好的分析效果。经验模态分解⋯，是把数据序列分解成有限个固有模态函数(intrinsicmodefunction，简称IMF)；每个IMF分量表是原信号的1Hilbert—Huang变换的基本理论一个振动模态，反映了原信号中存在的不同尺度的波动或趋势。1．1EMD方法该方法与传统的非平稳信号分析方法：短时傅立叶变换、小波变EMD方法可将任意一个非平稳信号分解为若干个IMF分换等不同。对分解得到的每个IMF分量作Hilbert变换，从而可量；严格意义上讲，分解得到的各IMF分量是单组分

7、的幅值或频以求出每个固有模态函数随时间变化的瞬时频率和瞬时幅值。率调制信号。从而得到时频平面上非平稳信号的Hilbert谱，反应了信号的能要求各IMF分量满足下面两个条件：量分布及瞬时频率。EMD方法是一种自适应性的分析方法，它(1)信号中的零点数与极值点数相等或最多相差一。能够根据信号的局部特征进行自适应的频率分解，这些特点使得(2)由信号中的局部极大值点、极小值点分别确定的上包EMD成功应用于地震信号分析、建筑故障检测等工程领域中。络线和下包络线的平均值均为零，即信号关于时间轴是局部对高压输电线路和电力设备发生故障时产生的电压

8、和电流中称的。含有大量的非基频暂态分量，而且故障分量随着故障点、系统工对任意一个实信号(t)，经EMD分解可得：况的不同而不同，故障引起的暂态信号是非线性、非平稳的。故(t)=∑Ci+rn(1)障信号分析和处理是电力系统状态监测、故障诊断、电能质量