改進(jìn)分形理論在輸電線路故障模式識(shí)別中的應(yīng)用.pdf

1、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，輸電線路發(fā)生的故障，80％是以單相瞬時(shí)性故障形式存在。傳統(tǒng)定時(shí)限重合閘技術(shù)雖能確保系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和供電可靠性，同時(shí)也存在盲目重合造成二次沖擊的危險(xiǎn)。如何避免重合于永久性故障線路是電力工作者關(guān)注的一個(gè)重要的課題。在超高壓線路上裝設(shè)的并聯(lián)電抗器在吸收無功功率，穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行電壓，抑制潛供電流發(fā)揮著重要作用。并聯(lián)電抗器的引入，其補(bǔ)償作用導(dǎo)致耦合電壓過小，限制了基于斷開相端電壓幅值相位特征的傳統(tǒng)電壓判據(jù)的應(yīng)用，同時(shí)也加速了電弧的熄滅

2、，導(dǎo)致基于電弧特性的故障性質(zhì)識(shí)別方法難以實(shí)現(xiàn)，給單相自適應(yīng)重合閘故障識(shí)別帶來一定的技術(shù)難度，故本文主要給出利用拍頻判據(jù)對(duì)輸電線路故障進(jìn)行模式識(shí)別方法。
　　快速準(zhǔn)確地辨識(shí)拍頻振蕩是自適應(yīng)重合閘拍頻判據(jù)的核心內(nèi)容。通過對(duì)帶并聯(lián)電抗器的超高壓線路單相瞬時(shí)性故障下的拍頻振蕩進(jìn)行多重分形特性研究，發(fā)現(xiàn)拍頻振蕩具有顯著的多重分形特性，采用多重分形去趨勢(shì)法(MFDFA)確定分形參數(shù)，分析了不同故障條件和噪聲背景對(duì)分形參數(shù)的影響。瞬時(shí)故障下端電

3、壓拍頻振蕩的H(q)曲線滿足反正切分布，永久性故障下端電壓信號(hào)H(q)曲線趨于常數(shù)。根據(jù)該分形特性差異，提出了基于多重分形去趨勢(shì)法的超高壓線路單相自適應(yīng)重合閘拍頻判據(jù)，定義界值比δ來描述分形參數(shù)曲線H(q)的分布特性進(jìn)行故障性質(zhì)的快速準(zhǔn)確判別。該判據(jù)具有強(qiáng)噪聲免疫力，克服了故障條件和直流分量等因素的影響。仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了判據(jù)的有效性和可靠性。
　　同時(shí)，超高壓輸電線路拍頻判據(jù)通常認(rèn)為瞬時(shí)故障必伴隨強(qiáng)拍頻振蕩，通過分析拍頻振蕩起

4、振條件發(fā)現(xiàn)，線路在瞬時(shí)故障下可能發(fā)生弱拍頻現(xiàn)象導(dǎo)致傳統(tǒng)拍頻判據(jù)誤判。針對(duì)這一問題，提出了基于自適應(yīng)FrFT域擴(kuò)展Hurst指數(shù)的單相瞬時(shí)故障全拍頻檢測(cè)方法，提取斷開相電抗器電流的非線性特征作為特征量。首先，根據(jù)峰值掃描法快速確定最佳階次FrFT域(u域)，通過FrFT域的能量聚集特性放大時(shí)域故障信號(hào)的非線性特征，再利用擴(kuò)展Hurst指數(shù)捕獲該特征用于故障辨識(shí)。瞬時(shí)故障伴隨強(qiáng)拍頻現(xiàn)象時(shí)，該方法具有更優(yōu)異的噪聲免疫力，可直接用于對(duì)含噪信號(hào)的