[發(fā)明專利]一種基于極波數(shù)學形態(tài)譜的特高壓直流輸電線路區(qū)內外故障檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110184035.1
• 申請日: 2011-07-04
• 公開（公告）號: CN102590691A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 束洪春;萬雄彪;田鑫萃
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于極波暫態(tài)量識別特高壓直流輸電線路區(qū)內外故障的形態(tài)譜檢測方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術領域。?

背景技術

目前，世界上廣泛采用行波保護作為高壓直流輸電線路保護的主保護，它是利用故障瞬間所傳遞的電流、電壓行波來構成超高速的線路保護。而且大多數(shù)的工程中都采用ABB和SIEMENS兩家公司提供的直流線路保護。其保護是以電流梯度、電壓行波變換率和電壓行波突變量作為判據，但是其保護容易受過渡電阻的影響，特別是當區(qū)外故障時，故障行波通過直流線路末端的平波電抗器和直流濾波器，其電壓變換率減小，容易引起保護誤動或拒動，對直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有很大的影響。因此以變化率為判據的直流系統(tǒng)的主保護容易受過渡電阻、噪聲干擾、故障距離等影響。?

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種以極波暫態(tài)量為分析對象、采用數(shù)學形態(tài)譜識別特高壓直流輸電線路區(qū)內外故障的方式，提高高壓直流輸電線路區(qū)內外故障識別的可靠性。?

本發(fā)明的技術方案是：當直流線路發(fā)生故障后，啟動元件啟動，根據保護安裝處采集的正極線直流電壓u₊(k)和直流電流i₊(k)，求出正極線的極波電壓；對正極線極波電壓采用小波變換，提取其高頻部分的極波電壓高頻特征量PG₊(k)；采用數(shù)學形態(tài)學計算極波電壓高頻特征量，得到極波電壓高頻特征量中的數(shù)學形態(tài)譜值；選定所需的結構元素刻度，對形態(tài)譜值沿橫軸結構元素刻度進行積分運算，根據積分運算值的大小，區(qū)分區(qū)內、區(qū)外故障。?

本發(fā)明以極波暫態(tài)量為分析對象，采用數(shù)學形態(tài)譜識別特高壓直流輸電線路區(qū)內外故障，具體的監(jiān)測識別方法步驟是：?

（1）直流線路發(fā)生故障后，啟動元件立即啟動，讀取保護安裝處采集的正極直流電壓U₊(k)和直流電流I₊(k)，然后通過公式P₊(k)=Z_P×I₊(k)-U₊(k)，求取正極線極波電壓P₊(k)：式中，P₊(k)為正極線極波電壓，U₊(k)為直流輸電線路正極直流電壓，I₊(k)為直流輸電線路正極直流電流，Z_P為極波波阻抗，?k=1、2、3….N，N為采樣序列長度；

（2）根據小波變換：?，對正極線極波電壓進行4層小波變換，提取每層高頻部分，并將之相加，得到頻譜在3125Hz以上（采樣頻率100kHz）的極波電壓高頻特征量PG₊(k)；

（3）根據下式計算正極線極波電壓高頻特征量PG₊(k)的數(shù)學形態(tài)譜值：

?，，

?，，

式中，表示在定義域內的有限面積；稱為函數(shù)的本影，定義為{}；g為數(shù)學形態(tài)學中的結構元素，r稱為刻度，表示數(shù)學形態(tài)學中的開運算，表示數(shù)學形態(tài)學中的閉運算；本發(fā)明中g采用的是半正弦結構元素，刻度r選為9，采用正半軸形態(tài)譜；

（4）根據公式SPS=，對形態(tài)譜值沿橫軸結構元素刻度進行積分，求取形態(tài)譜值與橫軸結構元素刻度所圍區(qū)域內的面積；

（5）由計算結果進行區(qū)內外故障的甄別；當SPS≤50時為區(qū)外故障，當SPS>50時為區(qū)內故障。

本發(fā)明中，測量輸電線路保護側電壓電流時，短數(shù)據窗的長度為5ms，采樣頻率為100kHZ。?