基于形态学的特高压直流输电线路雷击干扰识别

发布时间：2019-11-20 16:53

【摘要】：研究和识别输电线路雷击干扰的暂态特征对研制基于暂态量的保护及提高其可靠性具有十分重要的意义。数学形态学多尺度形态分解可以将复杂信号分解为具有物理意义的各部分,并且能凸显波形的局部特征。基于此,运用数学形态学对±800kV特高压直流输电线路的雷击未故障、雷击故障和其他原因接地故障的暂态电流进行多尺度分解,提取高、低频段上的谱能量,并用这2个谱能量的比值构成主判据,实现雷击干扰与故障状态的识别。根据电流首波头的第2尺度和第6尺度分解波形的电流幅值最大值的比,进一步判别是雷击故障还是其他原因接地故障。通过大量的仿真验证了该方法是正确和有效的。
【图文】：

雷电流波形

段，而频谱的主要频率分量集中在低频段，所以雷电波产生的暂态量的频谱能量以高频段为主。从时域波形上分析，整流侧保护安装处检测到的暂态电流附加分量，由于未造成线路故障，全部为雷电波。电流波形呈现先急剧上升然后骤降，最后趋于平稳，如图2所示。2.1.2其他原因接地故障线路故障后，暂态电流附加分量由故障点的附加直流源产生，行波在经过故障点时将损失一些能量，，因此这种暂态量的高频分量所占比例要比雷击未故障时小，在高频段的频谱能量也比雷图12.6/50μs雷电流波形Fig.1Lightningcurrentwaveformof2.6/50μs陈仕龙等：基于形态学的特高压直流输电线路雷击干扰识别电网—特高压直流输电专栏41

电压波形,故障电流,电压波形,谱能量

?E2分别表示尺度5和尺度6上的谱能量，第5尺度对应的高频段15~30kHz作为高频分量，第6尺度对应的高频段5~15kHz作为低频分量。由比值可知，雷击未故障时，其高频段谱能量与低频段谱能量相差较小；其他原因接地故障时，低频段的谱能量远远大于高频段的谱能量，以低频为主；雷击故障时，在线路故障之前具有雷击未故障的特征，高频段谱能量的数量级与雷击未故障的高频段谱能量的数量级相同；在雷击至线路故障后，雷电波被截断，谱能量表图2整流测保护安装处检测到的雷击未故障电流和电压波形Fig.2Thenon-faultlightningstrokecurrentandvoltagewaveformsdetectedfromtherectifierprotectioninstallationarea图3整流测保护安装处检测到的其他原因接地故障电流和电压波形Fig.3Thelineshortcircuitcurrentandvoltagewaveformsdetectedfromtherectifierprotectioninstallationarea图4整流测保护安装处检测到的雷击故障电流和电压波形Fig.4Thefaultlightningstrokecurrentandvoltagewaveformsdetectedfromtherectifierprotectioninstallationarea表1暂态电流的谱能量Tab.1ThespectrumenergyofthetransientcurrentkA2条件E1E2k=E2/E1雷击未故障8.4910×103.9322×1024.6310雷击故障2.6974×1021.6148×10459.8640其他原因接地故障1.9304×1021.2087×10462.6148电网—特高压直流输电专栏42

【参考文献】