一种基于小波的继电保护启动元件性能监测方法

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【摘要】继电保护是一种很重要的装置，在电力运行中起着必不可少的作用，当输电线路出现问题时，继电保护装置能快速有效的切断线路，保证系统安全的继续运行。继电保护装置性能受到启动元件的影响，所以我们需谨慎选择启动元件，我国先提出了一种基于小波的继电保护启动元件性能监测方法，就是通过继电保护信息和出现故障记下的数据完成对继电保护元件性能的监测，小波方法具有时域性和局部化的特征，可以对暂态信号进行局部化准确有效的定位，可以对小波基进行窗长的改变，进行自动的调整，这样就能更好的分析暂态信号的突然变化和发现微小的变化。利用这种办法能够监测继电保护启动元件性能能否达到预期目标，对于发现潜在的故障危险和继电保护性能有重要的作用。

【关键词】继电保护；启动元件；小波；电力系统

中图分类号：F407文献标识码： A

我国各行各业都在迅速发展，当然也包括电力系统，电力系统已经成为我国的基本设施之一，它的运行质量直接影响到中国人民的生活质量，并且影响到我国的经济发展状况。近年来，随着我国的科技不断发展，人民的需求也在不断增大，我国的用电量也在不断增大，于是输线电压也在逐步提高，导致电力系统运行过程中出现输线电路故障，继电保护装置的作用就是在输线电路出现故障时快速的切断输电线路，减少造成更大的损失，保证电力系统运行的可靠性，而在继电保护装置中，启动元件是关键，启动元件在继电保护装置中显示出来的性能不能在线的做出自动分析，也不能自动的做出评价，为了启动元件更安全有效的运行，所以对于其监测的重要性是显而易见的。

1.继电保护启动元件

1.1启动元件性能监测

电力系统出现故障时，启动元件越快，元件的性能就越好，所以说，启动元件的性能受到启动和故障时间的影响。目前我国的启动元件启动时间是由经验所定的，不同的启动时间会使启动元件的动作时间不一样。所以在启动元件性能监测中，最重要的就是发现继电保护装置在故障的状态下什么时间启动。

继电保护装置的信息系统在全部完成后，继电保护装置的实际启动时间便可以知道，所以，我们需要长久耐心的分析继电保护装置的启动性能，积累更多的经验来给启动元件找出最合理的启动时间。

1.2小波的继电保护启动元件性能

我们在监测继电保护装置时，需要对整套的动作时间进行仔细观察，还需对继电保护装置的的启动时间进行观察，继电保护装置完成一个动作需要一个以上的周波，差异值在百分之十以内，当其在高速运动时，差异值在百分之五以内。以下是仿真系统模型图：

线路的长度为：L1=43千米；L2=100千米；L3=51千米；L4=100千米。

系统的参数为：EA=EB=500KV；线路L1=43千米，线路L2的长度是100千米，线路L3的长度是51千米，线路L4的长度是100千米，各个线路的阻抗值一样。

当短路故障出现在A B之间时，时间设定为0.1秒，采样频率为f=1200HZ 在AB短路故障时，母线M的测波形图如下：

对暂态信号分为5层小波分解：

在以上的5层小波分解图中，依次分成5个序号，其中对信号敏感度最明显的是5号，在0.1秒遭遇突变时，在0.2秒处便立即有了反应，并不会影响原来的信号，经过分析计算可以得出故障的时间为0.1秒，所以可以利用此方法来计算分析故障的时间。

2.继电保护故障

2.1故障录波数据原理

继电保护的安全保障是整个电力系统安全的基础，继电保护装置的故障则会导致整个电力系统的故障，或者更大的损失，根据相关的调查，我国有四分之三的大型停电事故都是由于继电保护装置的故障导致的，例如2003年8月14号的美加大大型停电事故，1972年湖北电网大大型停电事故等，这些大型事故都是与继电保护装置的故障有关，而这些故障分为显性和隐性的，显性的故障是指人们可以检测出来的故障，并且可以提前了解相关信息并采取相关对应措施，而隐性故障是指不容易被检测出来的故障，并且可能导致继电保护系统永远瘫痪，因此容易导致大面积和大型的停电事故，而且这种隐形故障在电网运行时，并没有表现出任何异常，也不会发生任何的影响，但在重大事故发生后，便会发现是设备中的隐形的故障所导致，为了减少这种隐形故障的发生，我们应该对电力系统进行定期的检查，并且对整定值的确定做仔细的分析研究，整定出符合满足电力系统安全有效运行的整定值。

故障录波数据就是指在电力系统出现故障时，能够及时准确快速的自动记录故障的信息，它可以记录下电力系统中的电流和电压，为以后电力系统出现故障时作为分析数据提供了依据。在电力系统出现故障时，启动元件可以在异常的情况下自动开启，启动元件启动的越快，证明启动元件的性能越好，相反，若发生故障时，启动元件不能及时启动，那说明保护装置启动的原理不准确，或者启动的时间值不对，所以我们可以得出，启动元件的性能可以取决于装置的启动时间和故障发生时间直接的差异可以计算出。除此之外，我们还应考虑处理故障时间过程中发生的各种额外因素，所以允许差异的存在，更为合理的监测启动元件性能，启动元件性能原理图如下：

2.2电力系统误差

电能表一般装在室内，电压互感器装在室外，这两个之间超过一百米，形成了一种回路，整个回路中的熔断器，导线等都形成了回路电阻，电压互感器会在经过二次导线时产生负荷电流并产生压降，并且产生误差，这种误差的特点具有不固定的特点，所以相关部门在对电压互感器的二次回路中应极度重视。

电能表中电流和温度的变化是影响电流表误差的重要因素，电压不稳定会造成电能表的电流也不稳定，于是产生了电能表显示的度数和实际的用电量不相等的情况，然后造成误差，除此之外，外面环境的温度也会导致电能表产生相应的误差。

2.3小波方法

当电力系统出现故障时，正常情况下的不同的启动元件装置可以根据电气量的异常而自动启动，小波理论是近年来处理信号的最有效最强有力的方法，它可以把信号在空间和频率上局部化，可以局部对信号进行准确的定位，在电力系统故障过程中，小波理论得到了大家一致的认可，并得到广泛的运用，在继电保护装置起动原理上也出现了新的小波保护办法，小波方法实现了对继电保护装置启动元件性能的监测情况，并具备实际操作的合理性。

3.增强电力系统管理

我国的相关部门应加强对电流互感器安装完成之前的各项检查和分析，在安装后一定注意定期检查与监测，注意定期的替换等，对电流互感器，电能表等物品的采购必须按照国家规定的严格要求采购，绝不能浑水摸鱼。

4.结论

小波分析是一个时频分析的方法，它不同于传统的时频分析方法，它同时具备时域和频域的优越的局部化的特征，并且它可以自动调节，可以细化到信号的细小细节，具备高效率，质量优越，分析电力系统中的暂态信号尤为适合。我国继电保护装置的安全性与启动元件具有极大的相关性，当电力系统出现故障时，我们可以通过监测继电保护装置启动元件来得到结果，上述通过故障录波数据和小波变换的起动方法来监测继电保护装置，能够更好的完善继电保护装置的性能，寻找出隐形故障。除此之外，电力系统装置计量的准确性影响了国家的经济效益和社会效益，相关部门必须做出重视，所以在选择配备设备时必须严格把关。

【参考文献】

[1]刘翠艳,杨贵宇. 小波变换在继电保护隐藏故障检测中的应用[J]. 中国新技术新产品,2011,23:159-160.

[2]鲁文军. 自适应原理和现代数字信号处理技术在输电线路中的应用研究[D].华中科技大学,2007.

[3]王晶,束洪春,陈学允. 小波变换电力系统工学应用综述[J]. 电网技术,2003,06:52-63.

[4]邹俊雄,蔡泽祥,孔华东,刘为雄. 基于图形平台的电力系统继电保护动作逻辑仿真[J]. 电力系统自动化,2002,08:61-64.

[5]李振兴,尹项根,张哲,王育学,何志勤. 基于序电流相位比较和幅值比较的广域后备保护方法[J]. 电工技术学报,2013,01:242-250.