輸電線路雷擊仿真與識別方法研究.pdf

1、高壓輸電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中承擔(dān)著電能傳輸任務(wù)的重要組成部分,雷擊是造成輸電線路絕緣事故的主要原因之一,對電力系統(tǒng)的危害極大。為了防止雷害故障的頻繁發(fā)生,在現(xiàn)場要求采取的措施一定要有針對性,要針對不同的雷害故障,采取不同的措施。因此不論是進(jìn)行故障處理還是電力系統(tǒng)的防雷改進(jìn),都必須首先分析清楚雷擊的類型,否則必然是勞而無功,雷害事故依舊頻繁發(fā)生。因此有必要對雷擊類型的識別進(jìn)行研究。本文對雷擊220kV輸電線路進(jìn)行了仿真分析,獲取不同類型雷擊的

2、過電壓波形,提取特征量,結(jié)合智能分類方法實現(xiàn)對雷擊的分類識別。
　　采用PSCAD/EMTDC暫態(tài)仿真軟件進(jìn)行220kV輸電線路雷擊仿真?？紤]了桿塔的分段波阻抗模型,對輸電線路雷擊進(jìn)行了建模分析。得到普通短路故障、感應(yīng)雷擊、直擊雷干擾、反擊故障和繞擊故障5種擾動下的仿真波形。對仿真得到的電壓波形進(jìn)行了初步的分析,并結(jié)合過電壓產(chǎn)生機理,分析了不同類型雷擊電壓信號的時域波形差異。
　　通過時域、頻域、時頻聯(lián)合分析方法對過電壓信號

3、進(jìn)行分析,得到了全面反映信號特點的特征量?；跁r域波形提取了三相波形相似度W、電壓積分特征值ω和波頭波動性B三個特征量;基于希爾伯特-黃變換和Hilbert時頻譜提取了反映頻域和時頻關(guān)聯(lián)的特征量 Q1、Q2、Q3、Q4;基于 teager能量算子提取了反映波頭變化特性和陡度的特征量Tg和Tm。
　　考慮到不同擾動的特點和各個特征量的物理意義,為每類擾動的識別選擇相應(yīng)的特征量,以提高識別的準(zhǔn)確率。雷擊與普通短路故障的差異主要體現(xiàn)在波

4、頭波動性 B和高低頻能量比值 Q2上,雷擊的波頭波動性大,高頻分量含量高;感應(yīng)雷擊同一時刻出現(xiàn)在輸電線路的三相導(dǎo)線中,所以三相波形相似度W和Hilbert能譜矩陣相似度Q3較高,可區(qū)分感應(yīng)雷擊和直擊雷擊。雷擊干擾的電壓信號附加分量具有周期正負(fù)交變性,故電壓積分特征值ω可用于識別雷擊干擾。繞擊和反擊的差異體現(xiàn)在波頭特征和高頻能量分布特征,通過計算反映波頭陡度的Teager能量值,Teager能量值的最大值 Tm及反映最大值是否出現(xiàn)在第一個