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用小波原理構(gòu)成繼電保護(hù)啟動(dòng)元件的研究

作者: 時(shí)間:2013-04-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


圖3 信號(hào)f(t)的突變點(diǎn)與Waf(t)
幅值極大點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3 用小波分析原理構(gòu)成的方法
  由小波變換用于信號(hào)突變檢測(cè)的基本原理可知,如果選擇小波函數(shù)為光滑函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù),則由小波變換的模極大值點(diǎn),可以檢測(cè)到信號(hào)的突變點(diǎn)。因此可采用下述方法構(gòu)成微機(jī)保護(hù)的
  (1) 選擇合適的采樣頻率。經(jīng)大量仿真試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)采樣頻率在5~8 kHz時(shí),各種故障情況下的電流、電壓信號(hào)的突變特征均較明顯。如果采樣頻率較低,則不易反映出故障信號(hào)的變化特征。
  (2) 選擇對(duì)稱小波函數(shù)對(duì)電流、電壓采樣信號(hào)進(jìn)行離散二進(jìn)小波變換,選取尺度參數(shù)為j=2,3,4。
  (3) 取當(dāng)前時(shí)刻小波變換的模的絕對(duì)值與一個(gè)周期前對(duì)應(yīng)時(shí)刻的小波變換的模的絕對(duì)值相減,根據(jù)有效信號(hào)突變點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的小波變換模極大值具有沿尺度傳遞的特性,當(dāng)某一時(shí)刻在尺度j=2,3或j=3,4上,小波變換模的突變量均超過各自尺度上的整定值時(shí),即可判定在該時(shí)刻發(fā)生了故障,可不帶延時(shí)立即動(dòng)作。
  (4) 由于小波變換的模極大值僅在故障瞬間出現(xiàn),因此應(yīng)將啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間固定下來,固定的時(shí)間應(yīng)大于故障可能持續(xù)的時(shí)間。
  (5) 如果受硬件條件所限,信號(hào)的采樣頻率不能取得太高時(shí),則可以對(duì)信號(hào)先進(jìn)行微分,然后再進(jìn)行小波變換。這樣在采樣頻率較低的情況下,可以使啟動(dòng)元件具有一定的靈敏度。
  圖4為A相電源電壓過零時(shí),110 kV線路末端發(fā)生AB兩相短路,采樣頻率為5 kHz時(shí),A相電流及其在尺度j=2,3,4下的小波變換波形圖。圖5為上述條件下A相電壓及其小波變換的波形圖。從圖中可以看出,即使在電源電壓過零,短路電流在故障瞬間不增大的最不理想的情況下,在故障時(shí)刻電流、電壓信號(hào)的小波變換仍有模極大值出現(xiàn)??梢?,如果利用小波變換原理構(gòu)成微機(jī)保護(hù)的啟動(dòng)元件,可以提高啟動(dòng)元件的動(dòng)作速度和靈敏度。


圖4 AB兩相短路ia及其小波變換


圖5 AB兩相短路ua及其小波變換

  由于小波變換對(duì)奇異信號(hào)的反映非常敏感,利用這種原理構(gòu)成微機(jī)保護(hù)裝置的啟動(dòng)元件,雖然具有靈敏度高、動(dòng)作速度快的優(yōu)點(diǎn),但是它對(duì)于由系統(tǒng)操作等情況引起的電流、電壓突變量也會(huì)有所反映。因此在使用時(shí)應(yīng)慎重,把各種影響因素考慮進(jìn)去,以采取相應(yīng)的措施避免保護(hù)裝置頻繁啟動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

〔1〕 秦前清,楊宗凱.實(shí)用小波分析[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,1994
〔2〕 趙松年,熊小蕓.子波變換與子波分析[M].北京:電子工業(yè)出版社,1996
〔3〕 朱聲石.高壓電網(wǎng)原理與技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,1995

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