基于小波能量谱的行波故障定位方法

《基于小波能量谱的行波故障定位方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于小波能量谱的行波故障定位方法张小丽，曾祥君，雷莉，陈楠（长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南长沙410076）摘要：小波能量谱是在小波变换时频分析基础上，计算变换可定义为：小波频谱能量。本文利用奇异信号在小波能量谱的时域、1tWftj()jf()(j)df*j()t(1)频域特征，提出了基于小波能量谱的行波定位新方法。行2222波到达时间由小波能量时谱提取的行波特征点位置确定；其频域表达式为：行波的传播速度由输电线路的结构参数及相应尺度下的Wˆf()fˆ()(2ˆj)(2)小波能量频谱对应的频率来确定。大量的ATP仿真测距结j2果表明此方

2、法可有效提取行波特征且测距精度较高。由于关键词：行波；故障定位；小波能量谱；ATP仿真ftgt(),()WftWgtj(),j()(3)22jz0引言式中f(t),g(t)L(R)2。则有：输电线路测距精度直接影响故障线路的供电2恢复时间。传统的输电线路故障测距大多基于阻f2Wf(4)22jjz抗法，原理上存在着缺陷，测距精度不高。随着ft()L2(R)的第j层二进小波变换。科技的发展，为了改善这种状况，研究者们提出式中Wjf为2[1-2]了应用小波分析的行波测距法，测距精度得到了大大提高。行波测距法的精度主要取决于两个令：2参数：一个是时间参数

3、；一个是速度参数。常规EWjft()Wjf(5)22jz的方法是应用小波变换来提取时间参数，速度参数取光速，也就是说不计行波沿传输线路的传播式(5)为二进离散小波变换第j层的能量时谱。其色散的影响。文献[3]提出利用小波分析提取行波相应的Fourier变换一定频带的行波分量，利用此频带的波头到达时ˆ()N1()exp(i)EWfjEWftjt(6)22Nn0间与对应其中心频率的波速进行故障测距。但是没有说明如何选取用于故障测距的具体频带；也式(6)称为第j层小波能量频谱。在实际计算中仅没有提出与其频带相应的行波波速的测量方法。取(6)式的实部。本文提

4、出的小波能量谱的方法有望解决这个问1.2多频信号中微弱奇异信号检测题。为验证小波能量谱的有效性和实用性，选取本文将小波分析技术与Fourier变换的谱分一个简单的多频信号进行分析。信号模型为：析结合起来，用信号特征更集中的能量概念来表4cos(3)20cos(3tt10)2[4-6]达小波分解后的信号细节。提出了行波到达时ft()cos(2t10),2382t243.(7)间由小波能量时谱提取的行波特征点位置确定；24cos(3t)20cos(3t10),其它.行波的传播速度由输电线路的结构参数及相应尺度下的小波能量频谱对应

5、的频率来确定。测距精对此模型进行数字化采样，即得到适用的时度较高。间数字信号序列。可以看出，该序列在238

6、其能量频谱中检测不出来。2行波到达时间的辨识和行波传播速度的计算2.1行波到达时间的辨识由于故障类型的不同及各种线路参数的不同，行波在线路上的传播色散情况各异。本文选图1信号的小波变换用公认的色散较小的行波信号的线模分量来进行[7-9]进行小波变换后，在第2层分解上即可发现测距。由于小波分析具有伸缩、平移和放大功此奇异点，根据式(5)对每一层小波分解的细节求能，在时域和频域上同时具有良好的局部化性质，得其能量谱，列于图2中。特别适于分析奇异信号，并能分辨奇异的大小、极性，所以小波分析是分析故障行波信号的一个有效工具。本文将小波分析技术与Fourier变换的谱分析结合起来

7、，用信号特征更集中的能量概念来表达小波分解后的信号细节。将行波线模分量进行db4二进小波能量谱变换，将线模中的某种外观不明显、位置不宜精确确定的特征点，转化为小波变换域能量时谱中特征明显、位置可精确确定的另一种特征点。故障距离近时，行波传播高频分量衰减小，选较小尺度下高频带作分析频带；故障距离较远时，行波高频分量衰减大，选较大尺度下高频带作分析频带。然后由小波变换图2信号的小波能量时谱域能量时谱的特征点的位置来确定行波到达的时比较图2与图1可以看出，在第二层分解上间，由行波波头线模到达线路两端的时间差可以(尺度2)，能量时谱图形显示出更高