改进型数学形态学在超高压输电线路行波差动保护中的应用 application of improved mathematical morphology upon traveling wave differential protection in ehv transmission line.pdfVIP

JIUYuFENXl 7溺 研究与分析YAN 毽蹙擅氨⑧⑧蕊⑧疆霪霭霪国@斌醣 国鳓国蹋妒咿⑩磨圃 廖 玄·，戚 伟2 (1．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002；2．萧山供电局，浙江萧山311200) ●摘要：输电线路发生故障后，采集到的信号往往带有各种噪声，有效滤除噪声对行波的干扰，提取有用的行波● 信号．是实现行波差动保护的关键。文中介绍了采用数学形态学滤除行波信号中的随机噪声和脉冲噪声，对故障 行波电流信号进行相模变换，求取正反向行波，提取正反向行波波头信号的模极大值实现行波差动保护。在提取 行波模极大值的算法中，提出了一种新的算法，使保护的速度更快，仿真研究表明该算法是可行的。 关键词：形态滤波：数学形态学：行波差动保护 中图分类号：TM773 文献标志码：A 文章编号：1673—7598(2011)05—0032—05 0 引言 1 数学形态学的基本原理 超高压输电线路由于电压高、功率大，一旦发生 数学形态学在考察信号时，要设计一种收集信 故障，将造成非常大的经济损失，这就要求继电保护 号信息的“探针”，称为结构元素(相当于滤波窗)。当 能快速而准确地切除故障，减轻巡检负担，加快线路 结构元素在信号中不断移动时，便可以提取有用的 供电，减少因停电而造成的经济损失。近年来，随着 信息做特征分析和描述，达到提取信号、保持细节和 超高压尤其是特高压输电线路的出现，电网的安全 抑制噪声的目的。 稳定运行对继电保护装置的速动性提出了更高的要 数学形态学的基本变换包括腐蚀、膨胀、开运算 求。传统的电流纵联差动保护由于动作灵敏、能可靠 和闭运算等。 地保护线路全长，并且不受系统振荡和运行方式的 1．1腐蚀和膨胀 影响，因此广泛应用于高压线路中。但传统的电流纵 电力信号通常为一维信号，设．厂(n)是一维多值 联保护基于工频故障信息，动作时间较长，且受电流 信号，g(n)为结构元素。以疗)关于g(忍)的腐蚀和膨胀 互感器饱和及过渡电阻等因素的影响，因此不适用 分别定义为： 于更高电压等级的输电线路。为此，国内外学者提出 … ”7 了基于故障暂态行波信息的行波保护方案㈣，并提 出了行波差动保护原理[31。即利用线路两端暂态方向 行波的差值构成保护判据，动作迅速且不受过渡电 K、￡为结构元素的长度，其取值与信号采样率、脉冲 阻、系统振荡、电流互感器饱和及母线结构等因素的 噪声宽度及白噪声特性有关。 影响，具有很大的实用价值，但其通信量较大，难以 满足保护的快速性。然而基于方向脉冲结构元素的 变换。腐蚀变换是一种收缩变换，膨胀变换是一种扩 形态学梯度行波差动保护方案算法，利用全球定位 张过程。 系统(GPS)对线路两端的数据进行精确同步，有效1．2开运算和闭运算 减小了线路两端的通信量．大大提高了保护的速度。 腐蚀和膨胀是不可逆运算，先膨胀后腐蚀与先 本文介绍了基于方向脉冲结构元素的形态学梯度行 腐蚀后膨胀均不能使目标还原，而是产生两种新的 波差动保护方案算法，并验证了其可行性。 形态学变换。先腐蚀后膨胀称为开运算(opening)， 收稿日期：2011-03-01 作者简介：廖玄(1985一)，男，湖北咸宁人，硕士研究生，研究方向为电力系统运行与分析。 万方数据