一种新原理在超高压输电线路故障定位装置_电工文摘

一种新原理在超高压输电线路故障定位装置

点击数：7713 次录入时间：03-04 11:51:34 整理：http://www.55dianzi.com 电工文摘

4硬件结构框图
装置的实现主要由硬件和软件两大块组成。软件部分主要开发三相线路故障检测软件包。硬件部分要完成实施软件包的模拟装置。常规工频信号频率只有50Hz，对于该信号的采样率只需几百赫；而行波信号的能量主要集中在几十千赫乃至数百千赫，所以对它的采样将要求至少几百千赫的采样率，这样高的采样率常规硬件是不可能做到的。因此，对高采样率所获得的庞大数据进行小波变换，需要CPU具有快速处理能力。所以我们有必要寻找一种新的快速处理芯片专门用于数据处理以满足保护的要求。随着硬件技术的不断发展，快速采样(高速A/D)和快速数字信号处理芯片(DSP)的出现为行波测距的实现提供了硬件支持。将GPS(全球定位系统)信号作为两端各种装置共同的时间基准且为采集到的数据打上“时标”，两端测量装置的数据交换准备借用调制解调器来完成。
硬件原理框图如下：

5EMTP仿真、实验结果分析和结论
以某一长为340km的500kV线路为例，采用EMTP进行了多项故障仿真。考虑到算法的精度及实时性,以p［5］=｛-0.125,0.25,0.75,0.25,-0.125｝;q［3］=｛0.25,-0.5,0.25｝为小波滤波器系数，每次运算128个数据，作五层分解，且相连的初始运算数据前后重叠8个。以下为单相接地实验结果，在距M端100km处发生接地故障，线路模型如图3所示［４］。

       实验结果如上图所示，从图4、6采集的电流波形看到：两端电流突变点相对故障发生时刻分别有不同的延时，从小波变换结果图5、7可以看到有明显的时间间隔。由于数据来自EMTP实验，取速度大小v=3.0×108m/s，从软件的数据可得到该实验中两端初始行波到达的时间间隔大小为t1-=0.468ms。代入公式(2)得到距M端的距离:
    x=99.8km
测距精度r=(100-99.8)/100·100%=0.2%
    该误差可能是采样率所限和硬件精度引起,在现场投入时可能还会受线路结构参数的影响。由于零模分量存在严重的衰耗和波速不稳定，一般宜采用线模分量进行测距；利用零模和线模小波变换模极大值之间的关系进行选相。经多次实验，该装置实现简单、定位精度高、实时性和可靠性强。

参考文献

［1］Chang C S, Tong Feng .Analysis of distribition disturbance using wavelets technique［Ｃ］. IPEC'99 Singapore Proceedings of the International Power Conference,1999.
［２］Mallat S. A theory for multiresolution signal decomPOSTTTION: the wavelet representation ［J］. IEEE Trans On PAMI ,1989,11(7):674～693．
［３］崔景泰，著［美］，程正兴，译.小波分析导论［M］.西安交通大学出版社,１995.
［４］林湘宁．微机保护新原理的小波理论应用研究［M］. 华中科技大学博士论文，2000．

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