基于形态-小波的行波差动保护的研究.pdf

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1、研究与开发基于形态一小波的行波差动保护的研究田兴瑞杨富宇姚维为董文静(三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002)摘要本文对传统的行波差动保护原理进行改进，研究基于行波波头的差动保护算法，该算法紧需向对端传输少量的初始波头数据，就能够提高保护的可靠性和速动性。先通过形态前置滤波器将行波信号从各种噪声背景中提取出来，然后用小波变换检测信号奇异性，运用基于形态．小波的行波差动保护方案进行仿真研究。关键词：行波；差动保护；小波变换ResearchonTravelingWaveDifferentialProtectionBa

2、sedonMorphology-waveletTianXingruiYangFuyuYaoWeiweiDongWenjing(CollegeofElectricalEngineering＆NewEnergy,ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang，Hebei443002)AbstractThispaperanalyzesthetraditionalwavedifferentialprotectionprincipleandputforwardanimprovement．Thisalgorit

3、hmonlytransferasmallamountofheaddataoninitialwavealgorithmtoenhancetheindexinreliabilityandspeed．Wavesignalfromallkindsofnoisyenvironmentisextractedthroughthemorphologicalpre-filter．Afterdetectingthesignalsingularitythroughwavelettransform，thesignalcanbeusedinthe

4、simulationabouttravelingwavedifferentialprotectionbasedonmorphology—wavelet．Keywords：travelingwave；differentialprotection；wavelettransform者超高压输电线路在输电网络中占据非常重要的波阻抗。地位。已有大量的电网选用超高压作为主干线路。，”rt传统的行波差动保护需要实时向对端传送大量故障一。：一ll信息，对传输通道有非常高的要求，使得保护在提O高动作速度的同时降低了保护的可靠性。因此对行波

5、差动保护可靠性的研究是一个极具意义的课题。1行差保护及其小波变换原理1．1行波差动保护原理对图1所示的单相无损线路mn进行分析，用线路内部故障前后的电流、电压变化来说明行波差图1单相无损线路示意图动保护的基本原理。线路上任意一点的电压和电流当线路内部故障时，在图1(b)中F点发生故均可表示为障，F点的电压、电流以“(f)、(f)表示，则u(x，t)：id+(f一二)+“(f+二)()=(f)+1‘Fn(f)(2)(1)11一由图1(b)可写出下述两式i(x，t)=÷[“(t一)一U-(f十二)】11一‘)+(f)=一l‘

6、Fm—f)+，(f—f)(3)式中，(t-兰)为正行波，U-十三)为反行波，Z为cVV2013年第7期电技贰l21研究与开发式中，Zc=为波阻抗；和为分别为端和N端正向行波，iM-和iN为分别为端和N端的。反向行波。一式中，由故障点F到m端的波行时间，f由故障点F到1,l端十的波行一时乙c间。可得乙1卜1图2故障行波网格图im(一Um(‘(卜毒(卜(5)当端正方向区内发生故障，即，1点发生故l‘Fn(，一)+1‘Fro(t一)=iF(t一)障，端和Ⅳ端均提取反向行波波头，且两端的反相当于向波头值相等。当M端正方向区外发生

7、故障时，即iD1(t)=—)一iN(t)=iF(t一)(6)点，Ⅳ端提取到正向行波波头与端提取反向行波波头大小相等，反向行波波头比正向正向行波波2(f)=ixO—)一iM(t)=iF(t一)(7)通过上述的分析，用l‘D(f)、io(f)可正确区分头延时到达。同理当端反方向区外发生故障出线路内部、外部故障。当线路内部无故障时时，即乃点故障，端提取的正向波头值与Ⅳ端(f)=io：(f)=0，保护不动作；在线路内部故障时提取的反向波头值大小相等，Ⅳ端的反向行波波头。l‘D。(f)和(f)为短路点的电流，保护动作。因此，比端的

8、正向行波波头延时才到达。由此可以得出，无论是正方向区外还是反方向区外故障时，fD。(f)和：(f)可以作为行波差动保护的基本判据。正向波头值比反向波头值提前到达，把反向行1．2小波变换的定义将小波基函数(f)平移后与被分析的信号(f)波波头值延时TMN后与正向行波波头值相减所得值在不同尺度下做卷积，这就是基础的小波变