雷电冲击与短路故障的识别算法如下：
（1）首先对测量到的暂态电压或电流进行小波
其中，u，i分别为测量到的暂态电压和电流，ψ为选取的小波函数。
（2）利用电压或电流的小波变换结果，检测到故障时刻（或雷电冲击时刻），假设为T1，选取T2为故障后的某个时刻，利用提取电压（或电流）在时频区域R1＝［T1，T1＋ΔT］×［某个高频频带］和R2＝［T2，T2＋ΔT］×［某个高频频带］的谱能量：
其中，ΔT为行波在线路上传播一个来回的时间，W（s，t）为暂态电压或电流信号的小波变换，s为尺度参数。
（3）在某个尺度下（尺度参数代表信号中的频带），如果Ratio＝E2／E1＞Kk，那么说明高频分量随时间的推移没有衰减，为雷电冲击无故障。如果Ratio＝E2／E1＜Kk，则说明随时间推移高频分量有很大衰减，为普通短路故障（或雷电冲击造成的短路故障）。
5 EMTP仿真
仿真模型是典型双端电源500 kV输电系统（如图7），在线路的两侧边界分别接有三相Y20W－420／1046型无间隙氧化锌避雷器，线路为四分裂单回线，长度为120 km，线路两端的短路容量分别为8GVA和40 GVA。输电线路采用频率相关模型，雷电引起的短路故障模拟为弧光电阻接地。雷电冲击电流用双指数冲击函数模拟，雷电波的幅值为50 kA，上升时间为8μs，持续时间为20μs；采样频率为400kHz，小波变换采用三阶Cui样条小波。为了能反应不同类型的故障，利用相模变换将三相的电压和电流转换成1模分量，即u＝（ua－2 ub＋uc）／3，i＝（ia－2ib＋ic）／3。
线路长度为120 km，因此选择小波能量窗的长度N＝300（0．75 ms），E1为故障发生时刻电压（电流）在时间窗N＝300（0．75 ms）内的小波谱能量，E2为故障发生后2 ms时刻的电压（电流）在该时间段内的小波谱能量。短路故障、雷电冲击（没有击穿线路）以及雷电冲击造成弧光故障三种情况下暂态电流的第一尺度的小波谱能量以及其比率如表1所示（暂态电压的情况与电流类似）。
根据表1的数据可以看出，当线路受到雷电冲击但没有击穿线路时，在故障发生时刻和故障后2 ms时刻的电压电流在时间窗0．75 ms内的小波谱能量的大小差别很小，其比率接近1，这说明，在故障后2 ms内，电压电流中100～200 kHz的高频分量几乎没有衰减。而在短路故障和雷电冲击短路的情况下，两个时刻的小波谱能量差别很大，普通短路时Ratio＝E2／E1分别为0．079，雷电冲击短路时分别为0．29，这说明，在2 ms时刻，电压电流中100～200 kHz的高频分量相比故障发生时刻已经大量衰减。选择可靠系数Kk＝0．8，在雷电冲击没有击穿线路时，保护不动作；在普通短路故障和雷电冲击短路故障时，保护动作。
6 结论
通过对雷电冲击和短路情况下暂态电压和电流的小波谱分析发现，当雷电冲击线路但没有击穿时，由于线路两侧避雷器的作用，使得暂态电压和电流中某个频带的高频分量在一个时间段内几乎不发生衰减；而当雷电冲击击穿线路引发弧光短路或者普通短路故障的情况下，暂态电压和电流中某个频带的高频分量将随着时间的推移，按照指数规律衰减。提取两个不同时间段某个高频分量的谱能量之比构成雷电冲击和短路的区分，EMTP仿真表明，利用这个特征提出的雷电冲击和故障识别的算法是可行的。
参考文献
［1］ Johns A T，Aggarwal R K，Bo Z Q．Non－unit ProtectionTechnique for EHV Transmission Systems Based on Fault－generated Noise．Part1：Signal Measurement［J］．IEEProc－Gener，TransmDistrib，March 1994，141（2）：137－140．
［2］ Bo ZQ．ANewnon－communication Protection Technique forTransmission Lines［J］．IEEETrans on Power Delivery，Oc－tober1998，13（4）：1073－1078．
［3］ 哈恒旭，张保会，吕志来．利用暂态电流的输电线路单
端暂态量保护探讨［J］．中国电机工程学报，2000，20（11）：56－61．
［4］ IEEE Working Group 3．4．11，Application ofSurge ProtectiveDevices Subcommittee，Surge Protective Devices Committee．Modeling of Mental Oxide Surge Arrester．IEEE Trans On POWERDELIVERY，January 1992，7（1）．
［5］ Ikmo Kim，Toshihisa Funabashi，Harao Susaki，et al．Studyof ZnOArrester Modelfor Steep Font waves．IEEETrans On POWERDELIVERY，April1996，11（2）．
［6］ Tonomi Narita，Takishi Yamada，Eiichi Zaima，et al．Ob－servation of Current Wave shapes of Lightening Strokes onTransmission Towers．IEEETrans on POWER DELIVERY，Jan 2000,15(1):429-435.
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