專利名稱：一種基于極波數(shù)學(xué)形態(tài)譜的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障檢測方法
技術(shù)領(lǐng)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(nèi)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(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(gòu)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(jù)，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(jù)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(nèi)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(xué)形態(tài)譜識別特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障的方式，提高高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障識別的可靠性。本發(fā)明的技術(shù)方案是當直流線路發(fā)生故障后，啟動元件啟動，根據(jù)保護安裝處采集的正極線直流電壓"+(幻和直流電流i+(幻，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M+(幻；采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)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(xué)形態(tài)譜值；選定所需的結(jié)構(gòu)元素刻度， 對形態(tài)譜值沿橫軸結(jié)構(gòu)元素刻度進行積分運算，根據(jù)積分運算值的大小，區(qū)分區(qū)內(nèi)、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(xué)形態(tài)譜識別特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)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+⑷和直流電流I+ (A)，然后通過公式八⑷=ZpXI,⑷-U+⑷，求取正極線極波電壓八⑷ 式中，八⑷為正極線極波電壓，u人k)為直流輸電線路正極直流電壓，i+Qd為直流輸電線路正極直流電流，厶為極波波阻抗，知1、2、3···.#，#為采樣序列長度；
(2)根據(jù)小波變換=
權(quán)利要求
1.一種基于極波數(shù)學(xué)形態(tài)譜的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障檢測方法，其特征在 于當直流線路發(fā)生故障后，根據(jù)保護安裝處采集的正極線直流電壓仏(幻和直流電流 /+(幻，求出正極線的極波電壓；對正極線極波電壓進行小波變換，提取其高頻部分的極波 電壓高頻特征量幻；采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)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(xué)形態(tài)譜值；選定所需的結(jié)構(gòu)元素刻度，對形態(tài)譜值沿橫軸結(jié)構(gòu)元素刻度進行 積分運算，根據(jù)積分運算值的大小，區(qū)分區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于極波數(shù)學(xué)形態(tài)譜的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障檢 測方法，其特征在于監(jiān)測識別方法的具體步驟如下(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+⑷和正極直流電流/+⑷，并結(jié)合極波波阻抗ZP，通過公式P+⑷=ZpXI +⑷-u+⑷，求取 正極線極波電壓八議^左力二”…-見“為采樣序列長度；(2)根據(jù)小波變換
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于極波數(shù)學(xué)形態(tài)譜的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障檢 測方法，其特征在于所述監(jiān)測識別方法步驟(3)中，采用的結(jié)構(gòu)元素^ 是半正弦結(jié)構(gòu)元素， 刻度r為9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于極波數(shù)學(xué)形態(tài)譜的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障 檢測方法，其特征在于對正極線極波電壓進行小波變換后，所獲得的極波電壓高頻特征量 PGM的頻譜在3125Hz以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的基于極波數(shù)學(xué)形態(tài)譜的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障檢測方法，其特征在于測量輸電線路保護側(cè)電壓電流時，短數(shù)據(jù)窗的長度為5ms，采樣頻率為IOOkHZ。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于極波數(shù)學(xué)形態(tài)譜的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障檢測方法，其特征在于當直流線路發(fā)生故障后，啟動元件啟動，根據(jù)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，并對正極線極波電壓小波變換，提取其高頻部分的極波電壓高頻特征量PG+(k)。采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)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(xué)形態(tài)譜值，選定所需的結(jié)構(gòu)元素刻度，對形態(tài)譜值沿橫軸結(jié)構(gòu)元素刻度進行積分運算。根據(jù)積分運算值的大小，區(qū)分區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障。具有對于區(qū)內(nèi)故障識別靈敏、區(qū)外故障識別可靠等優(yōu)點，適宜在直流輸電線路系統(tǒng)中推廣使用。
文檔編號G01R31/02GK102590691SQ20111018403
公開日2012年7月18日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者萬雄彪, 束洪春, 田鑫萃 申請人:昆明理工大學(xué)