基于多尺度形态分解的特高压线路雷击干扰识别新方法

基于暂态量的超高速输电线路保护方案动作时间短,能很好地满足特高压输电线路对保护速动性的要求,但它易受雷击干扰的影响,从而造成误动作。为了解决该问题,提出了一种基于数学形态学的特高压输电线路雷击干扰与故障识别的新方法。通过对电流暂态信号进行多尺度形态学分解,提取特定高、低频段上的谱能量,并用这两个谱能量的比值构成判据,实现雷击干扰与故障状态的识别,大量EMTP仿真试验表明了该方法的正确性。作为辅助判据,与线路的暂态保护结合,将有效提高特高压输电线路保护的可靠性。     

超高速保护中雷电干扰识别的暂态法研究

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的超高速输电线路保护误动作。经对雷击和短路故障时的电流故障分量进行信号能量分布和波形的分析发现：普通短路故障与雷击引起强故障时的暂态能量主要集中在低频带；雷电干扰与雷击引起弱故障时的暂态能量主要以高频为主；相对于雷电干扰和普通短路故障,雷击引起弱故障时的行波截波特征非常明显。据此,提出了基于小波变换的雷电干扰识别的暂态方法。EMTP仿真显示该识别方法是可行的。     

应用数学形态学方法分析识别特高压线路雷击干扰

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的特高压输电线路保护误动作。为了解决该问题,运用数学形态学对雷击和短路时的电流暂态分量进行了能量谱分析,利用故障暂态电流的相对低频分量与相对高频分量的能量比可识别短路故障和绝大部分重型雷击,但无法区分弱雷击故障与轻型雷击。针对轻型雷击时电流行波波形随时间正负交变,其幅值不断衰减,而弱雷击故障时故障电流行波波形总体变化趋势是单调的特点,提出了用直线对雷击后的行波进行拟合,采用波形相似系数进一步区别轻型雷击与弱雷击故障的新方法,该方法判断准确、计算简单,并通过大量的EMTP仿真验证了所提方法的有效性。     

基于小波能量谱的输电线路雷击故障识别方法研究

准确辨识输电线路雷击故障类型对于改进防雷设计、实现差异化防雷具有十分重要的意义,因此以雷击输电线路后三相导线暂态行波电流为研究对象,建立了基于小波能量谱的雷击故障识别方法。根据不同雷击情况下的小波能量谱分布特点,构建了相应特征量及故障识别判据。仿真结果表明,该方法不受雷电流参数及波形的影响,对于绕击未闪络、绕击闪络及反击三种雷击类型均能准确识别。通过合理选择判断阈值和电流行波监测点,可分别避免雷电冲击电晕及线路末端折反射波对算法准确性的影响,因此本方法具有较高的实用价值。     

基于能量比值分析的直流输电线路故障判别

针对高压直流输电线路跨域广,遭受雷击概率较高,易引起输电线路故障的问题,提出了一种基于能量比值分析的故障识别方法。在考虑发生雷击故障或接地故障时,引起输电线路暂态能量发生改变,且雷击时的故障能量与接地故障时的故障能量不同的特征,通过从能量的角度出发,提出了利用S变换将输电线路各频带的能量进行分离,提取出特定频带的能量进行比值分析。基于EMTP/PSCAD搭建220 kV高压直流输电线路模型,仿真结果表明其方案可以很好地识别雷击故障和接地短路故障。     

输电线路雷击与故障的积分识别方法

针对雷击输电线路产生的暂态信号对行波保护的干扰,提出了一种雷击干扰与短路故障的积分识别方法。在详细分析雷击线路未造成故障、雷击造成故障和短路故障的暂态波形特征的基础上,构建综合识别判据。利用线路扰动后较短的时间内非故障雷击的波形对称性和故障时的波形单调性,分别对时间轴上方和下方的暂态电流波形进行积分运算。其一,根据二者的相对比值大小构成识别故障与非故障性雷击的主判据;其二,利用两个积分值的差构建辅助判据,以提高故障性雷击和非故障性雷击识别的可靠性。EMTDC仿真结果验证了所提积分识别判据的有效性和正确性。     

基于暂态波形特征的输电线路雷击干扰与故障识别方法

随着大量电力电子装置应用于电网,暂态量保护的优势逐渐凸显。针对其易受雷击干扰影响的问题,在非雷击故障、雷击干扰和雷击故障下,对各相暂态电流附加分量进行了分析。得出故障与雷击干扰的本质差异为:故障暂态波形的整体变化趋势中具有明显的工频正弦特征。据此,采用平均值滑动去噪的方法可基本消除雷电流等高频影响,获得暂态电流的主波形。提出采用50 Hz正弦函数对主波进行拟合,基于拟合决定系数的大小可识别各相线故障。经PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真,验证所提识别方案能正确识别各种类型下的雷击干扰与故障,不受故障初始角及过渡电阻的影响,适用于不同类型输电线路。     

架空线-电缆混合线路故障行波信号识别的研究

针对架空-电缆混合线路中的高阻瞬时接地故障和架空线路雷击故障,提出采用电流故障行波的2个特征频带中的频谱能量比和波形系数来有效区分雷击非故障与雷击故障、高阻弧光接地故障的思想。利用电磁暂态软件建立仿真模型对架空-电缆混合线路的各种雷击情况进行了仿真,并且对故障行波信号进行了识别研究。仿真结果表明,采用的雷击识别方法可以有效识别不同类型的故障。     

基于数学形态谱和人工神经网络的高压输电线接地故障类型识别方法

高压输电线接地故障的正确、快速识别是处理故障的前提之一。该文提出了一种基于数学形态谱和人工神经网络识别高压输电线路接地故障类型的新方法。数学形态学颗粒分析是一种用来处理图像的粒度和形状特征的图像处理工具。该方法通过对故障电流进行相模变换后,用数学形态学颗粒分析方法提取序电流分量的形态谱,并作为神经网络的输入,实现对接地故障类型的识别。仿真表明,该方法具有较高是识别率。     

超高压输电线路暂态保护选相新原理的研究

本文在分析超高压输电线路各种故障类型模分量的特征基础上,通过提取信号暂态波头能量,提出一种利用数学形态学梯度提取暂态电流故障特征进而识别故障类型的新方案。     

基于小波能量矩的输电线路暂态信号分类识别方法

信号能量的时频分布可以反映不同信号的本质区别,小波能量矩既可以反映信号能量在频域上的分布,也可以间接体现能量在时域上的分布。文章将基于小波能量矩的信号特征提取方法用于区分输电线路的故障暂态信号与非故障暂态信号。首先基于500 kV输电线路仿真模型得到电容投切、三相断路器操作、单相接地短路、一次电弧故障、非故障性雷击和故障性雷击6种类型的暂态信号;然后利用小波变换提取这些信号各频带的能量矩,得到能量矩统计图并对各暂态信号小波能量矩的分布特点进行分析,在此基础上提出了暂态信号分类识别判据。基于小波能量矩方法提取的暂态信号特征较明显,分类识别简便,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

±800 kV直流输电线路雷击电磁暂态分析与故障识别

雷击±800 kV直流输电线路时,在未造成故障的情况下,其电压行波围绕原直流量上下交替变化,电压行波在多次折反射后,由于色散最终将衰减为零。因双极直流线路间存在电磁耦合,雷击线路时的电压行波在雷击后起始的一段时间内变化一致;在雷击造成故障或线路非雷击短路的情况下,相当于故障点突然叠加故障激励源,其电压行波被突然截断,此后的变化过程类似于直流激励合闸电路的动态过程。在雷击线路故障后起始的一段时间内,故障极电压迅速衰减,而健全极电压则上升。据此构成故障选极判据。在雷击造成故障或线路短路情况下,初始电压行波对应的小波变换模极大值的特征为极性相反、数值相等。据此特征构造故障行波的识别方法。2个判据相结合以期提高可靠性。该方法的物理概念清晰,大量的EMTP暂态仿真表明,方法可靠且有效。     

基于多频带能量的高压直流输电线路单端暂态电流保护

分析高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)线路边界和线路的频率特性,直流线路边界和直流线路对故障暂态电流信号高频分量都具有衰减作用。一些文献据此利用高频分量作为单端暂态保护的判据,但是对于长线路来说,直流线路对于高频分量的衰减可能会大于直流线路边界对高频分量的衰减作用,这样可能会造成保护误动作。进一步分析发现,直流线路边界对于低频分量具有放大作用,直流线路对于低频分量具有衰减作用。因此提出一种基于多频带能量的HVDC线路单端暂态电流保护新原理。利用0~1.25 kHz低频带能量、高频带和低频带能量比来区分区内、区外短路故障,故障性雷击和非故障性雷击,利用正极和负极的能量比判别故障极。     

输电线行波测距中雷击与短路故障的识别

掌握超高压、高压输电线路上雷电冲击发生的位置和频次等信息,对输电线路的防雷保护及系统运行水平的提高具有重要的理论和现实意义,故而利用现有可检测与定位线路雷击的行波测距装置,提出了一种基于小波包能量谱和暂态行波特征分析的雷击与短路故障识别方法。通过对500kV输电线路的非故障性雷击、故障性雷击以及普通短路故障的仿真研究,提取出电流行波信号的特征和信号各频段的能量分布规律,结合这些特征和规律提出了对3种暂态过程进行识别和分类的具体算法。EMTDC仿真验证了该算法的正确性。     

基于小波能谱的电力暂态信号分类识别方法

为区分故障性暂态信号与非故障性暂态信号,在研究电力系统各种暂态信号及其特点的基础上,建立了500kV输电线路EMTDC仿真模型,并产生了单相断路器操作、电容投切、接地短路、一次电弧故障、非故障性雷击和故障性雷击6种类型的暂态信号。利用多分辨分析的小波变换提取上述各暂态信号的频带能量特征和局部能量特征,总结得到了能量统计图。分析了各暂态信号的能量分布特点,并从保护的角度出发提出了暂态信号分类识别的判据。大量的仿真试验验证了该方法的可行性和有效性。     

雷击与短路故障的S变换特征量识别方法

输电线路落雷后雷电冲击干扰超高速保护动作。基于行波特征区分雷电冲击与短路故障有一定局限性,提出一种利用母线电压信号特征识别雷击与短路故障的新方法。以IEEERBTS-6标准测试系统为仿真对象,对不同雷击情况以及短路故障进行了仿真,验证了该算法的正确性和有效性。检测到的母线电压进行S变换,提取S变换时频等值线和幅值包络向量,根据是否含高频分量和等值包络向量的修正一阶中心矩的正负,直观准确地实现类型识别,并对特征提取和识别算法进行研究。它利用现有电能质量监测装置检测的信号进行识别,为通过母线电压波形辨识雷电冲击与短路故障提供了新方法。     

输电线路雷击故障查找探讨

湖南省是一个雷电灾害多发地区,电力线路频繁发生雷击故障,严重影响电网稳定运行。通过对输电线路雷击故障的特点进行分析,探讨并提出有效及快速查找雷击故障的方法和防范雷击故障的措施,供参考。     

基于小波多尺度分析的输电线路直击雷暂态识别

研究和识别输电线路直击雷的暂态特征对研制基于暂态量的保护及提高其可靠性都具有十分重要的意义。该文首先从保护的角度对输电线路各类直击雷的特点进行深入的研究分析；通过小波变换对输电线路直击雷、短路故障等暂态信号的多分辨率分析，发现其暂态电流附加分量的能量分布特点反映了对应暂态过程的内在特征，可用以构成判据实现输电线路非故障性雷击暂态的准确、可靠识别，从而大大提高保护的抗雷电干扰能力。大量EMTP仿真计算验证了所提方法是正确、有效的。