基于行波波头瞬时频率的输电线路故障无通道全线速动行波保护.pdf

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1、第29卷第4期电力科学与技术学报V01．29No．42014年12月JOURNALOFELECTRICPOWERSCIENCEANDTECHNOLOGYDec．2O14基于行波波头瞬时频率的输电线路故障无通道全线速动行波保护田智，秦小安，曾祥君(1．国家电网武汉供电公司，湖北武汉430000；2．长沙理工大学智能电网运行与控制湖南省重点实验室，湖南长沙410004)摘要：提出一种利用区内外初始行波信号的频率差异来区分内外部故障的快速保护原理。首先，详细分析母线杂散电容和阻波器对故障行波的影响；然后，对初始电流行波进行希尔伯特变换(HHT变换)得到各频段的时频图，提取初始电

2、流行波突变点频率，利用行波波头瞬时频率差异作为判据区分内外部故障。理论分析和仿真结果表明，该方法动作快，不易受故障类型、故障角度和故障接地电阻的影响，不存在保护死区，是一种简单有效的高压线路保护方法。关键词：行波保护；HHT；瞬时频率；无通道中图分类号：TM773文献标识码：A文章编号：1673—9140(2014)04—0042—05Travelingwaveinstantaneousfrequencybasednon‘unithighspeedprotectionfortransmissionlineTIANZhi，QINXiao-an，ZENGXiang—jun(1

3、_WuhanPowerSupplyCompany，Wuhan430000，China；2．HunanProvinceKeyLaboratoryofSmartGridsOperationandControl，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410004，China)Abstract：Arapidprotectionprinciplewiththefrequencydifferenceofinitialtraveling—wavedistin—guishinginternalandexternalfaultwa

4、sproposedinthispaper．Firstly，theinfluenceofwavetrapperandbuscapacitanceontheinitialtraveling—wavewasanalyzed．Andthenthetime—fre—quencygraphofinitialcurrenttravellingWaveswasobtainedbyHilbert-HuangTransform．Therelationshipofthecatastrophepointfrequencyandwavetrapperfrequencywasusedtodistin

5、—guishexternalandinternalfault．Theoreticalanalysisandsimulationresultsshowedthatthemethodhasadvantagesofhighspeedandlittleinfluencebythefaulttypes，faultpointandgroundingresistance，anditissimpleandusefulforextra—high—voltagetransmissionlineprotec—tionwithoutprotectiondeadzone．Keywords：trav

6、elingwaveprotection；HHT；instantaneousfrequency；non—unit收稿日期：2014—12～O5基金项目：湖南省科技重大专项(2O12FjlOO3)；湖南省高校产业化培育项目(12CY007)通讯作者：曾祥君(1972一)，男，博士，教授，主要从事电力系统微机保护与控制的研究；E—mail：eexjzeng@csust．edu．cn第29卷第4期田智，等：基于行波波头瞬时频率的输电线路故障无通道全线速动行波保护43随着电力系统不断扩大规模、提升电压等级和义。IMF要满足2个条件：①极值点和过零点数用户对电网安全性要求越来越高，快

7、速切除故障已目相等或最多差1；②在任意点，由局部极大值和局成为提高系统暂态稳定性、线路传输能力的重要措部极小值形成的两包络的均值为0。EMD是一种施。行波保护因动作速度快，且不易受故障类型、过经验筛分法，它将复杂信号S()从高频到低频依次渡电阻、电流互感器饱和、系统振荡、长线分布电分解得到有序排列的多阶IMF分量C(￡)，最后得容[1等诸多因素的影响，而受到人们越来载多的到单调的趋势分量r(t)，得到的经验模态分解树重视。行波保护根据需要通信与否可以分为无通道如图1所示。第1个IMF分量C(￡)代表原始信号和有通道2种保护。无