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余弦调制滤波器组理论在高压输电线路行波故障测距中的应用研究

王高丰  
【摘要】: 高压输电线路特别是超高压输电线路保护,直接影响电力系统的安全、经济运行。探索新的保护原理和方法以提高高压输电线路保护的性能是继电保护研究领域中的一个重要课题。高压输电线路故障时的暂态分量中包含大量的故障信息,基于此暂态分量的继电保护得到了广泛关注。 故障信息是继电保护动作的根本依据,而如何有效的提取故障信息则需要借助各种数字信号处理方法和数学分析工具。目前国内主要是采用小波变换的方法分析高压输电线路故障后的暂态信号。但是小波变换的分解方法使高频频带的分辨率低,低频频带的分辨率高。然而高压输电线路故障后,信号的高频频带含有丰富的故障信息,因此小波在提取电力系统高频故障信息中有其局限性。基于小波变换的行波测距法具有不易区别波头极性异同的缺点,即无法准确判断故障发生在近测量端还是远离测量端的半程内。为此,本文研究了多速率滤波器组理论在高压输电线路行波故障测距中的应用,所取得的研究成果如下: (1)提出了基于余弦调制滤波器组理论的高压输电线路行波故障测距方法,由于余弦调制滤波器组能并行提取电力系统高频故障信息,因而其实时性好。 (2)利用MATLAB的SIMULINK电力系统元件库,建立了三相电力系统高压输电线路接地故障模型,利用余弦调制滤波器组对故障暂态信号进行分析,判定故障的发生及大致区域。进而对本文提出的高压输电线路行波故障测距方法进行了仿真实验,实验结果表明,本文的测距方法不仅可以准确区别波头的极性,而且可以实现较精确的故障测距。


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