基于形态小波的输电线路故障电流行波消噪研究

高压输电线路故障产生的电流行波信号含有大量的噪声信号,在行波保护和行波故障测距中需要对其进行预处理,去除噪声并提取真实信号.利用小波变换能敏感地检测到奇异点和形态学滤波器能有效地滤除脉冲噪声且能保留原信号的全局和局部特征的优点,提出了一种基于形态小波的输电线路行波信号消噪新算法.MATLAB仿真结果表明形态小波在滤除脉冲干扰和白噪声方面具有良好的消噪能力.     

小波变换和数学形态学在行波故障定位消噪中的应用

有效滤除行波的噪声干扰,提取有用的行波信号是实现行波故障定位的关键.在比较了小波变换和数学形态学对白噪声和脉冲噪声的滤除效果的基础上,结合小波变换和数学形态学各自的优点,提出对行波信号进行消噪时,先采用数学形态学滤波器滤除行波信号中的脉冲噪声,再采用基于小波变换的软阈值化算法滤除白噪声的综合去噪方法.实例分析表明该综合去噪方法的去噪效果较好.     

数学形态学在高压输电线路故障定位中的应用

输电线路发生故障后,采集到的信号往往带有各种噪声,有效滤除噪声对行波的干扰,提取有用的行波信号,是实现行波故障定位的关键。在比较了小波变换和数学形态学对白噪声和脉冲噪声滤除效果的基础上,结合小波变换和数学形态学各自的优点,先采用数学形态学滤除行波信号中的随机噪声和脉冲噪声,然后对故障行波电流信号进行相模变换,通过小波分解提取出故障分量发生奇异性的时间点,并采用双端测距法更准确地定位故障点。实例分析表明该方法有很高的测距精度。     

基于小波分析的输电线路故障行波消噪方法研究

针对输电线路故障点检测信号含噪声,造成应用困难和测量误差增大等问题,根据小波分析理论,以输电线路故障点暂态行波为检测对象,提出基于小波变换的半软阈值消噪法,并利用MATLAB搭建仿真模型进行仿真分析。分析、对比不同消噪算法的仿真结果表明:该消噪方法适合消除噪声,降低了噪声对检测信号的影响,提高了故障暂态行波检测的可靠性。     

数学形态学一小波变换在高压输电线路继电保护中的应用

输电线路发生故障后,为了从带有各种噪声的信号中提取有用的行波信号,引入了数学形态学理论这一新型的信号处理工具,用以滤除行波信号中的随机噪声和脉冲噪声,方法是对故障行波电流信号进行相模变换,求取正反向行波信号,通过小波分解提取出故障点的模极大值实现行波差动保护.并由此提出基于小波变换的行波差动保护理论.仿真实例分析表明该...     

基于小波阈值去噪和CEEMD的混合三端直流输电线路故障测距

针对行波法测距精度受波速、行波波头标定的精度以及噪声的影响,提出一种基于小波阈值去噪和CEEMD-HT结合的混合三端直流输电线路测距方法.首先利用小波阈值去噪对故障信号滤噪,然后对滤噪后的信号使用互补集合经验模态分解和希尔伯特变换标定初始波头的到达时间.再根据故障行波到达测量端时间比值识别故障支路.最后考虑到行波波速难...     

基于脉冲发射原理的配电网故障定位方法的研究

在小波理论的基础上,提出了配电网行波故障定位方案。在故障相的线路首端发射脉冲信号,采集线路首端的行波信号,利用小波消噪原理对采集到的行波信号进行滤波,比较线路正常时的行波信号和线路故障时的行波信号,利用小波变换对信号奇异性的检测原理找出行波信号中的奇异点,得到故障距离。对结构简单的线路,在此基础上分析特征波即可准确定位;对结构复杂的线路,在确定故障距离的基础上,根据电网拓扑划定故障可能的几个分支。然后在线路首端注入电流,通过探测器检验几个分支上是否有电流流过,检测到电流的即为故障点所在的分支。详细分析了该行波定位方案在两次现场试验的应用结果,证明了该方案的可行性。     

基于脉冲发射原理的配电网故障定位方法的研究

在小波理论的基础上,提出了配电网行波故障定位方案.在故障相的线路首端发射脉冲信号,采集线路首端的行波信号,利用小波消噪原理对采集到的行波信号进行滤波,比较线路正常时的行波信号和线路故障时的行波信号,利用小波变换对信号奇异性的检测原理找出行波信号中的奇异点,得到故障距离.对结构简单的线路,在此基础上分析特征波即可准确定位;对结构复杂的线路,在确定故障距离的基础上,根据电网拓扑划定故障可能的几个分支.然后在线路首端注入电流,通过探测器检验几个分支上是否有电流流过,检测到电流的即为故障点所在的分支.详细分析了该行波定位方案在两次现场试验的应用结果,证明了该方案的可行性.     

数学形态学用于高压直流输电线路行波保护的探讨

首先分析了高压直流输电线路行波传播特点及行波保护中的两个关键问题即行波滤波和波头捕获,继而详细介绍了数学形态学滤波技术和形态学梯度技术,并把它们成功地应用于直流输电线路暂态行波滤波和故障行波波头的捕获.仿真结果表明,形态滤波技术对于行波信号中的白噪声尤其是对于正负相间的脉冲噪声有很好的滤波能力;经形态学梯度变换后的暂态故障行波中的突变分量易于检测,这种基于数学形态学的行波保护方法在高压直流线路行波保护中具有良好的应用前景.     

改进型数学形态学在超高压输电线路行波差动保护中的应用

输电线路发生故障后,采集到的信号往往带有各种噪声,有效滤除噪声对行波的干扰,提取有用的行波信号,是实现行波差动保护的关键.文中介绍了采用数学形态学滤除行波信号中的随机噪声和脉冲噪声,对故障行波电流信号进行相模变换,求取正反向行波,提取正反向行波波头信号的模极大值实现行波差动保护.在提取行波模极大值的算法中,提出了一种新的算法,使保护的速度更快,仿真研究表明该算法是可行的.     

小波变换和数学形态学在行波法故障测距中应用比较

输电线路的行波法故障测距装置完成的主要任务是对录到的电压或者电流行波信号进行信号处理,最终实现故障定位。行波信号中的突变点所在时间点是故障出现的时间点。目前,信号(图像)处理中检测奇异值所用的工具有两种,小波变换和数学形态学。详细说明了小波变换和数学形态学用在行波法故障测距中信号处理部分的原理和相关算法,从不同角度进行了大量的仿真,对仿真所得到的数据进行分析和比较,从而得出二者用在行波法故障测距中都是可行的,同时又都具有各自的特点。     

基于L1正则化反演的电压行波高精度检测方法

针对电压行波传感器二次侧故障行波信号不能真实反映电网一次行波波形特征的问题,提出了一种基于L1正则化反演的电压行波高精度检测方法。首先,分析了行波传感器的非理想传变特性,揭示了一、二次行波信号的波形差异性。在此基础上,提出利用小波包变换对观测信号进行多尺度分解,并对各频段信号分别进行反演的方法,从而减小由行波传感器引起的畸变误差。其次,在反演模型中引入L1正则化约束对模型进行稀疏性刻画,使反演结果更能体现真实故障波形特征。最后,利用快速迭代收缩阈值算法(fast iterative shrinkage-thresholding algorithm, FISTA)进行迭代求解,将各分量的反演波形线性叠加,实现故障行波信号的精确还原。仿真和实验结果表明：与直接反演相比,所提方法能够实现故障行波在时域和频域上的高精度真实测量,在微弱故障和噪声环境下也能获得较为精确的反演结果,具有一定的工程应用价值。     

奇异值分解理论和小波变换结合的行波信号奇异点检测

准确检测故障行波信号的奇异点是行波故障测距的关键。现场故障行波信号通常含有大量噪声,有些情况下单独使用传统的小波变换将不能有效检测到信号的奇异点。为解决强噪声情况下故障行波信号奇异点的检测问题,提出了基于奇异值分解理论和小波变换的故障行波信号奇异点检测方法。通过构造重构的吸引子轨迹矩阵,并由Frobenious范数意义下的最佳逼近矩阵可以得到除噪后的信号序列,对所得信号序列进行奇异性检测得到信号序列奇异点。仿真结果表明,该方法在强噪声情况下可以去除噪声影响,并且保持信号的奇异性,准确检测到信号的奇异点。     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。     

基于数学形态学暂态特征提取的高压直流输电线路精确故障定位

在介绍数学形态学基本原理的基础上,给出了利用数学形态学梯度技术提取暂态行波信号突变特征,反映信号突变时刻的故障定位新方法。仿真结果表明该方法对于近距离故障,高阻接地故障等传统方法难于准确定位的故障类型都具有很好的定位效果。本文详细分析和比较了数学形态学变换和小波变换对突变信号的检测性能,分析和仿真结果都表明,数学形态学梯度技术对突变信号具有很强检测能力,相比于小波变换等积分变换来说,数学形态学对噪声不太敏感,变换结果更易于分辨,且算法简单,耗时较小,易于硬件实现。     

电缆故障测距系统的设计

分析了电缆故障测距中普遍存在的反射波波头难以准确识别的问题,引入了数学形态学和小波分析理论,对行波测距方法进行了改进,将数学形态学和小波分析结合起来滤除行波信号中的噪声,从而找出行波到达的准确时刻.在此基础上设计出电力电缆故障测距系统,并对1条300 m长的交联聚乙烯电缆进行了故障测距实验,实验结果表明该系统可以有效地...     

基于ARIMA的矿山电网故障暂态行波波头辨识及故障测距

由于矿山电网含有大量的整流设备及非线性负载,运行时含有稳定的高次谐波分量和高频噪声,同时矿山电网多为短距离线路,故障后产生的暂态信号与原有高次谐波混叠严重,给行波故障测距带来了极大的困难。通过分析矿山电网故障行波的时域特征,提出基于整合移动平均自回归模型(ARIMA)对行波波头到达前的高频周期信号进行预测,并结合波头到达时刻的真实波形得到波形残差,同时对残差进行平稳性校验,通过行波波头到达时刻前后残差平稳性的不同确定准确的波头到达时刻,进而实现行波故障测距。利用低压电缆网络仿真实现矿山电网故障,仿真结果表明:与小波变换与经验模态分解相比,所提方法能够准确辨识行波波头,且不易受故障状况和噪声的影响,能有效提升行波可行性及精度,尤其适用于含有整流设备及非线性负载矿山电网故障测距。     

Hybrid Traveling Wave/Boundary Protection for Monopolar HVDC Line

A novel hybrid protection algorithm, based on traveling wave protection principle and boundary protection principle for a monopolar HVDC line is proposed. Stationary wavelet transform (SWT) is adopted in the traveling wave protection to process the dc signal and then wavelet modulus maxima are used to further represent the useful traveling wave signal. The boundary protection principle based on SWT is used jointly with traveling wave protection to distinguish internal faults from external faults. The effect of border distortion, noise, high ground fault resistance, close-up faults, transients caused by lightning strokes and different dc line terminations are considered in the paper.      

基于三端法的HHT行波故障测距研究

输电线行波故障定位的技术关键在于提高捕捉故障行波波头信号到达时间的精确度以及行波波速度的确定。小波变换(Wavelet Transform,WT)是目前主要采用的波头识别算法,而希尔伯特-黄变换(HilbertHuang Transform,HHT)作为分析非平稳和非线性信号一种强大的工具值得深入研究,文章提出了基于三端测距法的HHT行波测距方法。采用Simulink建立输电线路仿真模型,通过haar、db4小波和HHT分析对比,结果表明HHT能更有效地提高故障定位精度,且克服了小波变换需要选择小波基函数和分解尺度的缺点。