基于小波变换的行波测距式距离保护原理的研究

摘要：对行波测距式距离保护的原理、动作特性等进行了详细的分析，其主要优点在于：①不需要载波通道，在通信线路故障情况下仍能保证装置的可靠动作；②在判断出故障的同时能精确给出故障距离，即集保护和故障测距为一体。文章利用小波变换对行波距离保护进行了深入的分析，指出了其中存在的问题并提出了解决办法。EMTP仿真结果证明了分析的正确性和解决方法的可行性。 【基于小波变换的行波测距式距离保护原理的研究】 行波测距式距离保护是一种先进的电力系统保护技术，其主要优势在于不需要依赖载波通道，即使在通信线路故障的情况下也能确保保护装置的可靠动作。同时，它能在判断出故障的同时精确计算出故障距离，实现了保护和故障定位的双重功能。小波变换在此类保护中起到了关键作用，通过深入分析，不仅能揭示行波距离保护的工作原理，还能识别并解决存在的问题。 行波测距的基础在于利用故障产生的行波传播特性。当高压输电线路发生故障时，故障点会产生向两端传播的行波。这些行波在遇到线路中的阻抗变化时会发生反射，通过测量行波传播时间和反射时间差，可以计算出故障点与检测点之间的距离。早期的行波测距方案存在正向区外误动、距离计算精度不高等问题，而小波变换的引入极大地改善了这些问题。 小波变换是一种强大的数学工具，它能够对信号进行多尺度分析，从而有效地提取故障信息，提高保护装置的灵敏度和抗干扰性能。小波变换对行波信号的处理不受工频分量和线路参数的影响，尤其对于有损线路或接地电阻较大的情况，能保持较高的准确性。此外，现代高速数据采集和处理技术的发展也进一步提高了行波测距的精度。 行波测距式距离保护的基本原理基于A型故障测距，通过检测初始正向行波和反射行波的时间差来计算故障距离。当故障发生在线路的某点，产生的行波会经历折反射，通过测量这两个波的时间差，结合行波的传播速度，可以准确地确定故障点的位置。 尽管早期的研究已经提出了行波测距的理论，但早期的实现方法并不能满足实际应用的要求。近年来，通过结合小波变换和现代电子技术，测距精度显著提高，使得行波测距式距离保护成为可能。通过EMTP（Electromagnetic Transients Program）仿真，这些理论分析和解决方案得到了验证，证明了其正确性和实用性。 基于小波变换的行波测距式距离保护不仅克服了传统保护的局限性，如依赖通信通道和低精度测距，而且通过利用先进的数学工具和电子技术，实现了高效、准确的故障检测和定位，对于电力系统的安全运行具有重要意义。