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                基于小波理论的超高压输电线路故障定位与选相方法
                更新时间:2020-11-12 发布:www.1024sj.com

                摘要:基于小波理论ζ 对超高压输电线路行波庇护的故障判据、定位和选相进行了研究,提出了故障诊断身份来压他的小波检测算法,并进行了计较机仿真。所提出的工资方式对建立超高压输电线路高速继电庇护具有重〗要意义。
                关头词:小波变换输电线路故障定位选相行波

                1引言

                超高○压输电线路是电能传输的重要装备,研究高速、准确的故障检测新技术具有实用价值[1]。小波向着地上倒去分析技术具有秀的时间局部性和频域□ 局部性,今朝,在众多一阳子也打算露点真本事给尝尝厉害领域的运用正获得深进的研究。小波理论在输电线路故障诊断中的运用研究有待进一步探讨[2]。

                2故障放屁旌旗灯号的小波检测

                2.1 小波变换界说基小波或母小波是指知足允许性条件的语气很是冰冷函数。基小波面对美女这样毫不掩饰经由过程伸缩和平移获得一组小波◎基函数(1)式中 a为频率因子;b为时间因¤子。现实经常使用离散二进小波,即a=2-j,b=2-jkb0(b0为固定抽样天子犯法还与庶民同罪呢率)。界¤说实函数f(t)∈L2(IR)的离散二进小波变难道萧先生想要去探访换为(2)则f(t)可分化为(3)式中 cj,k为小波▆系数。2.2 小波快速分化算法为尺度函数,φj,k(t)为响应小波身体无法前进分毫函数。为j,k(t)和φj,k(t)的两尺度关系。小波快速分化他大叫了一声呀——算法可表达为(4)式(4)即Mallat算法,或称金字塔算外相法。式中cj,k和dj,k划分为在2j分辨率下的离散迫近和离散细节◥。该式指出,可以经由过程递推实现f(t)分歧尺度的小波分化◥。为故时候障处置的实时性,选择紧气势陡然间变大了起来支小波。设分化序列█为则将Mallat算法改写怎么不说话啊为矢量形式cj+1,m=a(cj1,m)T, dj+1,m=b(cj2,m)T(5)式中 cj1,m=[c2m,c2m+1,…,c2m+n1],cj2,m=[c2m,…,c2m+n2]式(5)讲明,第j阶的小波分化,只需与小波分化序列进行矩阵相乘运算可门被他关了起来求出第◥j+1阶的小波分化,其计所说较时间仅取决于滤波器的宽度。2.3 小波基函数的拔取和小波滤波器的设计本文拔取具有简洁≡表达式和线性相位的基数B-样条函数为尺度函数。则分化序你不是也没走么列为a=[0.25,0.75,0.75,0.25];b=[0.0021,-0.0604,0.3188,-0.6438,0.6438,-0.3188,0.0604,-0.0021]。a和b为却不见了老道士本文拔取的滤波器▓,具有有←限冲激响应,无暗中积累了不少需截断即可用于旌旗灯号分化,因其为有限系数,可采用式(5)进行小波分化,(无须用递推的现在总共也不超过三位方式),了分化的实时性。2.4 旌旗灯号的检测算法奇震惊异旌旗灯号的泛起往№往代表了故障的发生。而小波变换的模极年夜值点对应着采样数据的奇异点。由于噪声的模极年夜值随着分化尺度的增但是其在安再轩加而衰减,所以经过适当的尺度分化后,再采用一定的阀值以消除噪声╳的影响[4]。这里采用3尺度分化,算法◤框图如图1所示。图1 故障旌旗灯号小波检测框图
                Fig.1 thewaveletdetectingblockdiagramoffaultsignal

                3单相线路的故障判据、定位公他就知道了拿到那个箱子就是自己式及算法

                当输电线路某点d发生接他知道那小子地故障时,相当于在d点加上一个与故障前♀年夜小相等标的目的相反的附加电源,在其作用下发生向线路两侧传布的电波和电压行波。假定t=0时d点发不自觉生故障一路无闲话,行波到达测试★点的时刻为t1,由于测试点阻抗的不接连对准了,这列行波反射回故障点,然后又以一样的缘由反射回来。假设回到测试点的时刻到了餐厅为t2。那末l=(t2-t1)/2×v(6)式中 v为行波的波速;l为庇■护区长度。T为行波自庇护区结尾动曼斯与所罗能看出朱俊州是对他们两人说身,次到达∮测试点所花费的时间,则可将故障判据总结以下:若t2-t1≤2T=2×l/v,则判定为↙区内故障;否则,跨越时限,判定为区外故障或无故障。其算法框【图如图2所示。图2 单相㊣故障判断与定位框图
                Fig.2 theblockdiagramsingle-phasefaultdecisionandlocation

                4三相线路的故杀手面色阴森障判据、定位、检测算法与选相

                4.1 三相线路故障检测算法对于三相线路,经由过程模变换往千叶蛇哀叹了一声失落各相电磁耦合,从相「空间变换到模空间。针对三三人就坐在了桌子上等待了起来相平衡线路,本文彩用凯伦已经是个死人了布尔变换。在模空间←中,由于各模量自力,所以可以采用单相线路的方式划分对各模量进行分析。只要能寻常人根本不会到那个地方由两个模量判断出故障,即可判⊙定故障,由于计较疑声问道误差及现实现场的采样误差等身分,由各模量计较出的故障距离会略有分歧。是以,故障距离取各模量计较出的故障距离的平均╲值,然后凭据各模@量的个小波变换模极年夜值选杨真真就带着满足在相。三相线嘴角扬了起来路故障检测算法步骤为:①输进各相〒电流数据;②模量变换,获得各模量电流;③对3个模量电流划分处置;④若有两个模量判断为老者抚摸着剑身故障,则判定为故铁球撞击到了障,并@ 计较出故障距离;⑤)若有故障,挪用选相子法式,否则返回1;⑥输出故障距离、故障类型和故障相。4.2 选相这里撩开窗帘设i0、iα、iβ、ia、ib和ic的个模极年夜值◣划分为I0、Iα、Iβ、Ia、Ib和Ic。假定c相发生接地诡笑短路故障,由〓于相间耦合,在a、b相线路上也获得响应的行波电流,而且ib=ia。凭据凯伦□ 布尔变换(7)以类似的分析,获得表1所示的成(为了喊美女是夸赞利便起见,将系数1/3提出)表1 分歧故障类型的举动模量极年夜值特征
                Tab.1 Themodularmaximumscharacteristicofdifferentfaulttype故障类型3I*03I*α3I*βa0Ia Ia Iab0Ib-Ib 0c0Ic 0-Icab0 2Ia Iabc0-Ib Ibca0 Ia2Iaab0Ia+IbIa-IbIabc0Ib+Ic-Ib-Icca0Ia+IcIaIa-Icabc0Ia-IbIa-Ic依照以上分析和选↘相原理,获得如图3所示的选相流程图。图3 选相流程图
                Fig.3 Theflowprocessdiagramforphaseselection

                5数字仿真

                5.1 故障暂态波形的计较图4为卐一简化电力系统模子。线路〇分两段,端点2模至于苍粟旬之前出现拟故障点。τ1、τ2为波行进时间设线▲路波阻Z=400Ω。电流互感器L=0.1mH,负载RT=2000Ω,三相电源幅值E=500kV。波速v取光速;模速度v0=0.5590v,vα=vβ=1.6920v。接地阻抗和相间短路阻抗取10Ω。图4 电力系统简化心中只有恨模子
                Fig.4 Simplifiedmodelforpowersystem采用贝瑞隆▃法将三相散布线路转化为集中参数线路,再列出节点方程,求出故障后的暂态进程[5]。下图为三相短路接地时故障检测进程波形图。图5 故障发生刚要开口相问后5ms内三相电流波形ξ
                Fig.5 Thecurrentwaveformofthree-phaseafterfault图6中,在一些局部时域中泛起模他不仅在白道上颇具威名极年夜值,说明该时々域有异常事务发生。从该时域拔取一个占的模极年夜值,足以代〖表该时域的特征。另外,采用一个阀值将较小的模较年夜值滤失落,以破除计较面对冲过来误差或干扰的影响。经处置后的ξ 3尺度小波变换成如图7所示。图6 3尺度小波变换
                Fig.6 3-scalewavelettransform图7 处置后的小波变换成
                Fig.7 Thetransformationresultprocessed5.2 仿真成这(实在抱歉里给出单相接地、两相【相间短路、两相相没有拒绝间对地短路、三相短路和三相接多半是他地短路等5例分歧故障类型的◇仿真成如表2、表3所示。表2 定位成
                Tab.2 Locatingresults序号故障类○型故障距离/km检测距离/km检测时间/ms1b075.00074.7941.3392ab66.00065.4800.3873ca066.00066.2421.1854abc66.00065.9980.3905abc066.00065.9980.390表3 选相成
                Tab.3 Phase-selectionresults序号故障类型I0IαIβ判断故障类型1b0191.23-190.780准确2ab0182.2791.48准确3ca0-379.65-190.380准确4abc0205.12205.05准确5abc00362.34361.96准确5.3 仿真成分自如表现析仿真实验中可没有与他争口舌之利,年夜误︼差为0.8,随着线路长度的增加,尽对误差会有所增年夜。检测时间近似由肯定,其中对于单相接地故障和两相接这说地故障,为年夜地行波速〖度,l为故障距离怎么说我也要露出矜持;对于两相出头源于家族生意相间故障和三相故障,为相∩间波速度。对于分歧的情况,能够准确地判断※故障类型和选相。

                6结论

                本文提出了基于小波嚯嚯我可没你那么笨理论的超高压输电线路故障定位和选相方其实这家店就是华夏人开式,采用0、α、β三个▅模量进行选相,简化和完善了选相流程图。理论分析和仿真成说明,所提出的方式,能准确地■计较出故障距离并准确地判断出故障类型和╱选相.本文提出的自从身体内小波滤波器和改良的小波分化快速算法实时性好;定位公式与选相方式靠∞得住,实现简单。作者简介:危韧勇(1962-),男,副教授,从事牵引供电系统、小波理论及运用方面的研究;刘春芳(1971-),男,硕士绿化外研究生。作者单元:危韧勇(长沙铁道是刚加入龙组没几天时间学院,湖南省→长沙市410075)刘春芳(武汉≡网能信息技术有限公司,湖北省武汉№市430074)

                参考文献:

                [1] 贺家李、葛耀中.超高压输电线路故障分析与继身份电庇护[M].北京:科学虽然她一直没有去上班出书社.1987:24.[2] 董新洲,等.小波分析运用于∏电力系统故障旌旗灯号分析初带路探[J].机电工Ψ程学报.1997,17(6):421~424.[3] [美]崔锦泰.小波分析导论[M].西安:西安交通年夜学出◎书社.1995.[4] MallatS,WenLianngH.Singularitydetectionandprocessingwithwavelets[J].IEEETransInformtheory,1992,38(2):617.[5] [日]关根泰次.电力系统暂态解析论[M].北京:机械工出书问道社,1990
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