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基于小波变换的行波故障选相研究

贾振国  
【摘要】:选相元件是输电线路保护装置中的重要元件,在常规保护装置中为综合重合闸服务,其作用是单相接地短路时,选出故障相来实现单相跳闸,在两相短路、两相接地短路和三相短路时实现三相跳闸。 微机在继电保护中的应用增加了继电保护的许多功能,在许多微机保护中有时不仅要准确判别出单相故障的故障相,还要准确判别相间故障类型与故障相别。选相元件不仅应用于自动重合闸,也应用于保护装置中测量元件(如距离元件)的算法与故障测距中的故障相别判断等功能。因此有必要对选相元件进一步深入研究。 本文分析与研究了选相元件的现状,对各种故障选相元件的原理算法和应用条件进行了深入分析、对比和讨论,重点研究了小波变换的各种概念及在故障行波选相方面的应用。明确了行波的故障特征和小波变换模极大值之间的联系:通过有限个具有明确物理意义的小波变换模极大值,完整清晰地刻画了暂态行波信号的故障特征。 根据小波变换在选相中的应用,分析了几种基于小波变换的选相方法,找出了它们的不足,即:在发生接地故障时没有考虑线模、零模的不同传播速度和不同衰减情况,无法准确确定故障相。针对基于小波分析的选相方法存在的主要问题,提出了一种改进判据,用线路中有无零模分量判断是否发生接地短路;对接地故障,用各线模分量间的关系来进行选相,不再考虑零模分量的大小,消除了零模在传输过程中的畸变对选相的影响,解决了接地故障时选相元件的误选相问题。 结合对行波信号的分析,借鉴小波变换分析暂态行波的基本思想,将小波变换应用到选相过程中暂态行波信号的提取和分析上。并分析了小波变换在故障行波信号的滤波去噪以及对故障行波信号处理方面的应用。针对线路结构形成的折反射波对初始行波波头的干扰,本文将方向行波应用


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