基于小波变换的输电线路故障检测与故障测距的研究

电力工业是国家经济的支柱产业,对工农业生产和人们日常生活有着举足轻重的作用。而高压输电线路担负着电能传输的重任,是发电厂和终端用户之间联系的纽带,同时又是电力系统中最容易发生故障的环节之一。准确、可靠的输电线路故障检测与故障定位为现场巡线人员及时提供准确、可靠的故障信息,减轻人工巡线的负担,不仅可以缩短查找故障时间,加快线路迅速恢复供电,而且还能及早发现输电线路中的薄弱环节,有效地降低因停电造成的经济损失。高压架空线路准确可靠故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要举措之一。 针对输电线路短路故障的多发性与严重性,避免因断电造成巨大的经济损失,本文将小波理论和模糊推理相结合,并将其应用于电力系统故障检测与定位中。首先,以模糊推理与小波变换相结合为理论依据,根据被检测的各类暂态扰动信号的小波能量谱特征,采用一种基于模糊推理的线路雷击故障与短路故障的识别方法。将各类暂态信号经小波变换后,分解为不同频带上的能量频谱,构造高中低频三维小波能量特征向量,提取扰动特征,根据不同暂态信号特征向量的模糊性,建立If-then模糊推理规则,通过模糊辨识方法区分故障性雷击、非故障性雷击和输电线路普通短路故障,并对三种故障状态的辨识进行建模仿真实验,排除雷击故障扰动量；其次,在传统的小波阈值降噪法的基础上,提出一种改进半软阈值降噪法,对不同信号采用不同方法降噪处理,采用该方法降噪后所得重构信号失真较小,与传统阈值降噪法相比,能更有效的去除噪声污染,是对准确故障测距的一种良好的预处理方法；再次,对输电线路故障等效电路进行分析,总结行波在输电线路上传播的一般规律,改进了单端A型行波故障测距算法,该算法与以往的单端故障测距算法相比,测距更加精准可靠；最后,根据改进单端A型行波故障测距算法,依据实际的电力系统输电线路模型,基于MATLAB7.0对故障暂态信号在小波变换的基础上,进行了不同过渡电阻、不同故障类型等多种短路故障仿真实验,实现故障的准确定位。