基于PSCAD/EMTDC电磁暂态的雷击干扰与故障仿真分析

1

作者 张红秀 《电气技术与经济》 2024年第10期44-46,53,共4页

输电线路遭雷击干扰时,高频成分占比增加,具有与故障信号相类似的暂态过程,维护时可能由于特征的相似性而引起暂态量保护的误判,给维护带来错误引导,因此精准识别与分析至关重要。基于此,本文根据雷击干扰、雷击故障和非雷击故障三种状... 输电线路遭雷击干扰时,高频成分占比增加,具有与故障信号相类似的暂态过程,维护时可能由于特征的相似性而引起暂态量保护的误判,给维护带来错误引导,因此精准识别与分析至关重要。基于此,本文根据雷击干扰、雷击故障和非雷击故障三种状态的波形,提出识别判据,从多个维度综合判断具体类型,为检验判断方案的可行性,进行PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真分析。研究表明,本文方案在识别各相线雷击干扰与故障时具有精度高、速度快的优势,可行性良好,可供参考。 展开更多

关键词 雷击干扰 故障信号 电磁暂态 仿真分析 可行性检验

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基于波形突变特征的海量行波数据中雷击干扰波形辨识 被引量：2

2

作者 曹璞璘 申忠友 +3 位作者 束洪春 马御棠 韩一鸣 朱梦梦 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期178-186,共9页

行波装置等高采样率装置已在电力系统得到普遍应用,未来将成为新型电力系统运行数据积累的重要来源。行波装置不仅会记录故障产生的电磁暂态过程,也会记录雷击干扰等其他扰动。雷击干扰虽然会引起绝缘的部分损伤,但由于缺少跳闸记录等... 行波装置等高采样率装置已在电力系统得到普遍应用,未来将成为新型电力系统运行数据积累的重要来源。行波装置不仅会记录故障产生的电磁暂态过程,也会记录雷击干扰等其他扰动。雷击干扰虽然会引起绝缘的部分损伤,但由于缺少跳闸记录等事件记录的支撑,且高采样率数据存在离群点问题,雷击识别存在较大困难。文中提出基于中位数绝对离差法滑动窗口的行波数据预处理方法,消除绝大部分异常坏点并对其暂态细节进行修复,抑制异常坏点引起的波形奇异点,对预处理后行波数据做形态学梯度提取,抑制波形中变化较为平缓部分,放大局部暂态突变细节,从而提取电流行波数据突变的相关特征。采用合成少数类过采样技术平衡少数类样本,利用随机森林无需特征归一化的特点,避免新加入数据造成归一化重置的问题,实现了海量数据中线路扰动数据的初步提取,并通过雷电定位系统完成验证。 展开更多

关键词 电磁暂态 雷击干扰 行波装置 形态学梯度 随机森林

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基于CBAM-CNN的直流线路雷击干扰与短路识别模型

3

作者 廖志伟 庄竞 +2 位作者 王博文 郑广昱 谢汛恺 《电气传动》 2023年第9期88-96,共9页

针对直流线路保护和故障测距易受非故障性雷击干扰、传统基于时域和频域特征构造的输电线路雷击干扰识别方法存在阈值难以整定和噪声鲁棒性较差的问题,提出使用深度学习方法实现雷击干扰与短路行波特征自动提取与分类,相模解耦和小波包... 针对直流线路保护和故障测距易受非故障性雷击干扰、传统基于时域和频域特征构造的输电线路雷击干扰识别方法存在阈值难以整定和噪声鲁棒性较差的问题,提出使用深度学习方法实现雷击干扰与短路行波特征自动提取与分类,相模解耦和小波包分解后得到的电流、电压行波分量作为不同通道输入至一维卷积模块注意力模块卷积神经网络(CBAM-CNN)分类模型。通过仿真和算例分析验证了所提模型相比传统方法具有更高的识别正确率,CBAM能有效提升CNN分类模型的噪声鲁棒性,同时验证了4层小波包分解与所提CBAM-CNN模型的结合具有最佳的性能。 展开更多

关键词 卷积神经网络 卷积模块注意力模块 小波包分解 直流输电线路 雷击干扰 时频分析

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超高压输电线路雷击干扰分析与识别 被引量：1

4

作者 陈志鹏 李琴 +5 位作者 贺海霞 彭君琪 李锐 王志敏 陈科 周桂珍 《湘南学院学报》 2023年第5期111-116,共6页

超高压输电线路长度跨度大、所处地理环境和气候条件复杂,导致超高压输电线路遭受雷击的概率大。雷击产生的暂态分量会对高压输电线路暂态行波保护产生干扰,导致保护发生误动作,因此雷击成为影响超高压输电线路暂态保护的重要因素。本... 超高压输电线路长度跨度大、所处地理环境和气候条件复杂,导致超高压输电线路遭受雷击的概率大。雷击产生的暂态分量会对高压输电线路暂态行波保护产生干扰,导致保护发生误动作,因此雷击成为影响超高压输电线路暂态保护的重要因素。本文通过对故障性雷击、非故障性雷击,以及单相接地短路故障相关暂态过程进行分析研究,利用相模变换的克拉克公式提取三者的正反行波,通过小波变换提取行波的低频分量,依据行波极性、斜率等性质的不同,设计了一种能识别超高压线路是遭受雷击还是发生短路故障的识别方案。对超高压输电线路雷击干扰及其短路故障的仿真建模结果验证了雷击干扰识别方案的可行性,实现了故障性雷击、非故障性雷击、单相接地短路故障的有效识别。 展开更多

关键词 超高压输电线路 暂态保护 雷击干扰识别 小波变换

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基于可拓融合的±800 kV直流输电线路雷击干扰识别方法 被引量：18

5

作者 束洪春 张斌 +2 位作者 张广斌 刘可真 孙士云 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期102-111,共10页

±800 kV特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)输电线路在雷击故障或非雷击故障下,因有故障电流入地的集中参数通路,保护安装处观测到的电压波形在5 ms时窗内幅值骤降,出现过零点,且多次与零轴相交,其故障后的暂态... ±800 kV特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)输电线路在雷击故障或非雷击故障下,因有故障电流入地的集中参数通路,保护安装处观测到的电压波形在5 ms时窗内幅值骤降,出现过零点,且多次与零轴相交,其故障后的暂态分量与极电压值相关度较小,时窗内的电压均值也较小。在雷击未造成故障情况下,由于不存在故障电流入地集中参数通路,雷电引起的冲击响应相对于极电压值较小,电压波形在5 ms时窗内围绕各极直流电压轴线上下交替变化,并逐渐衰减至极电压轴线,其电压暂态分量与极电压轴线相关度较大,时窗内的电压均值接近于该极电压轴线值。将时窗前2 ms电压采样值直接进行相关度计算,后3 ms采样值直接进行电压均值归一化计算,将两特征进行可拓融合来实现雷击干扰识别,兼有故障选极功能。仿真结果表明该算法有效。 展开更多

关键词 电力系统 ±800KV直流 雷击干扰 相关度 均值 可拓融合 采样值计算

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±800kV直流输电线路雷击干扰短时窗电压均值识别方法 被引量：20

6

作者 束洪春 张斌 +1 位作者 张广斌 刘可真 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2180-2186,共7页

为快速准确地识别雷击干扰,分别对±800kV特高压直流输电线路的雷击未故障、雷击故障和接地故障进行了大量的电磁暂态仿真分析,并分析了±800kV特高压直流输电系统中控制系统的动作特性和边界元件的电压闭环传递特性。分析表明... 为快速准确地识别雷击干扰,分别对±800kV特高压直流输电线路的雷击未故障、雷击故障和接地故障进行了大量的电磁暂态仿真分析,并分析了±800kV特高压直流输电系统中控制系统的动作特性和边界元件的电压闭环传递特性。分析表明:在雷击故障或非雷击故障下,存在故障电流入地的集中参数通路,电压波形在5ms时窗内多次与零轴相交。在雷击未造成故障情况下,由于不存在故障电流入地的集中参数通路,保护安装处观测到的电压暂态波形在5ms时窗内围绕各极直流电压轴线上下交替变化并逐渐衰减至极电压轴线。因此,在雷击引起故障或非雷击故障情况下,5ms时窗内的电压均值较小;在雷击未引起故障情况下,5ms时窗内的电压均值接近于该极电压轴线值。基于此,利用5ms电压采样值直接计算均值,并将其作"归一化"处理,提炼出了基于短时窗电压均值的雷击干扰识别算法,该算法具有抗随机噪声能力强、可靠性高、计算速度快且兼有故障选极功能的特点,大量的PSCAD仿真结果表明,该算法有效。 展开更多

关键词 ±800kV 特高压直流 雷击干扰 边界元件 短时窗 电压均值

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考虑互感器传变特性的输电线路暂态保护雷击干扰与线路故障识别方法 被引量：17

7

作者 束洪春 曹璞璘 +2 位作者 杨竞及 董俊 田鑫萃 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期1-12,共12页

当雷击线路或杆塔未导致故障时,线路上的行波响应仅包含雷电等效激励源造成的响应,不包含故障激励源引起的响应,而接地故障引起的行波响应包含故障等效电源接入传输系统的过程。本文以实测CVT与CT宽频传输特性为基础,建立CVT与CT传递模... 当雷击线路或杆塔未导致故障时,线路上的行波响应仅包含雷电等效激励源造成的响应,不包含故障激励源引起的响应,而接地故障引起的行波响应包含故障等效电源接入传输系统的过程。本文以实测CVT与CT宽频传输特性为基础,建立CVT与CT传递模型,分析CVT二次侧输出包含的附加振荡对行波识别与标定的影响。以CVT与CT二次侧输出波形作为样本数据,利用瞬时功率对故障行波进行刻画,通过主成分分析聚类的方法,将故障与雷击干扰的瞬时功率曲线簇投影至主成分分析坐标系上。故障与雷击干扰的行波数据会在坐标系上形成各自的聚类点簇中心,利用支持向量机划分分类面,对故障与雷击干扰进行判别。大量数据测试表明,该雷击干扰识别方法对故障与雷击干扰的分类可行、有效。 展开更多

关键词 CVT 二次侧输出 雷击干扰 故障 主成分分析 聚类分析 支持向量机

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利用基波电流相量变化率识别行波保护中雷击干扰 被引量：10

8

作者 刘兴茂 林圣 +1 位作者 李小鹏 何正友 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期55-61,共7页

输电线路遭受非故障性雷击可能会造成行波保护误动。针对该问题,通过分析短路故障、故障性雷击及非故障性雷击产生的附加电流分量的特征,提出利用基波电流相量变化率快速识别雷击干扰的方法。线路发生短路故障或遭受故障性雷击,附加电... 输电线路遭受非故障性雷击可能会造成行波保护误动。针对该问题,通过分析短路故障、故障性雷击及非故障性雷击产生的附加电流分量的特征,提出利用基波电流相量变化率快速识别雷击干扰的方法。线路发生短路故障或遭受故障性雷击,附加电流分量中的衰减直流分量和基波故障分量导致基波电流相量变化率迅速增大;线路遭受非故障性雷击,雷击后基波电流相量变化率较小。利用S变换确定雷击或故障的起始时刻,依据起始时刻之后基波电流相量变化率的大小识别雷击干扰。EMTDC仿真结果验证了所提方法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 雷电 雷击干扰 行波保护 继电保护 输电 线路 基波电流 相量变化率

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应用数学形态学方法分析识别特高压线路雷击干扰 被引量：15

9

作者 吕艳萍 刘亚东 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2948-2953,共6页

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的特高压输电线路保护误动作。为了解决该问题,运用数学形态学对雷击和短路时的电流暂态分量进行了能量谱分析,利用故障暂态电流的相对低频分量与相对高频分量的能量比可识别短路故障和绝大部分重型... 雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的特高压输电线路保护误动作。为了解决该问题,运用数学形态学对雷击和短路时的电流暂态分量进行了能量谱分析,利用故障暂态电流的相对低频分量与相对高频分量的能量比可识别短路故障和绝大部分重型雷击,但无法区分弱雷击故障与轻型雷击。针对轻型雷击时电流行波波形随时间正负交变,其幅值不断衰减,而弱雷击故障时故障电流行波波形总体变化趋势是单调的特点,提出了用直线对雷击后的行波进行拟合,采用波形相似系数进一步区别轻型雷击与弱雷击故障的新方法,该方法判断准确、计算简单,并通过大量的EMTP仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 特高压线路 数学形态学 行波 雷击干扰 谱能量 波形相似系数

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基于多尺度形态分解的特高压线路雷击干扰识别新方法 被引量：15

10

作者 赵军 吕艳萍 王汉广 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期994-998,共5页

基于暂态量的超高速输电线路保护方案动作时间短,能很好地满足特高压输电线路对保护速动性的要求,但它易受雷击干扰的影响,从而造成误动作。为了解决该问题,提出了一种基于数学形态学的特高压输电线路雷击干扰与故障识别的新方法。通过... 基于暂态量的超高速输电线路保护方案动作时间短,能很好地满足特高压输电线路对保护速动性的要求,但它易受雷击干扰的影响,从而造成误动作。为了解决该问题,提出了一种基于数学形态学的特高压输电线路雷击干扰与故障识别的新方法。通过对电流暂态信号进行多尺度形态学分解,提取特定高、低频段上的谱能量,并用这两个谱能量的比值构成判据,实现雷击干扰与故障状态的识别,大量EMTP仿真试验表明了该方法的正确性。作为辅助判据,与线路的暂态保护结合,将有效提高特高压输电线路保护的可靠性。 展开更多

关键词 特高压 输电线路 多尺度形态分解 雷击干扰 谱能量 辅助判据

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基于暂态波形特征的输电线路雷击干扰与故障识别方法 被引量：38

11

作者 吕哲 王增平 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期18-26,共9页

随着大量电力电子装置应用于电网,暂态量保护的优势逐渐凸显。针对其易受雷击干扰影响的问题,在非雷击故障、雷击干扰和雷击故障下,对各相暂态电流附加分量进行了分析。得出故障与雷击干扰的本质差异为:故障暂态波形的整体变化趋势中具... 随着大量电力电子装置应用于电网,暂态量保护的优势逐渐凸显。针对其易受雷击干扰影响的问题,在非雷击故障、雷击干扰和雷击故障下,对各相暂态电流附加分量进行了分析。得出故障与雷击干扰的本质差异为:故障暂态波形的整体变化趋势中具有明显的工频正弦特征。据此,采用平均值滑动去噪的方法可基本消除雷电流等高频影响,获得暂态电流的主波形。提出采用50 Hz正弦函数对主波进行拟合,基于拟合决定系数的大小可识别各相线故障。经PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真,验证所提识别方案能正确识别各种类型下的雷击干扰与故障,不受故障初始角及过渡电阻的影响,适用于不同类型输电线路。 展开更多

关键词 输电线路 暂态量 雷击干扰 波形特征 正弦拟合

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电力系统二次设备雷击干扰与防治研究 被引量：1

12

作者 王彩强 《广东科技》 2007年第10X期187-188,共2页

随着电力事业的发展,电力系统作为一个各种电气设备在内部纵横交错复杂的系统,互相关联,互相影响。本文是作者从工程实践的角度出发,针对雷击对电力系统二次设备的干扰及预防措施进行了简要的阐述和分析,以供参考。

关键词 雷击干扰 电力系统 二次设备 抗干扰措施

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发电厂TSI系统抗雷击干扰研究

13

作者 王磊 何宇宁 《电子制作》 2013年第16期24-24,44,共2页

文章探讨了雷电干扰对发电厂汽轮机轴振的影响,分析了干扰产生的原因和危害,提出了解决系统抗干扰的各种措施,从而达到了抑制干扰的目的。

关键词 雷击干扰振动浪涌保护器

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电子仪器设备抗雷击干扰设计

14

作者 李强 边学文 任勇 《南方农机》 2020年第14期185-186,共2页

雷电灾害已被国际电工委员会称为“电子时代的一大公害”。文章主要探讨了雷击对电子仪器设备的影响,并对仪器设备外壳的设计、材料的选择、线缆及内部电路的布置进行分析,以期在同等条件或最小经济代价下达到最好的防雷击干扰效果。

关键词 电子仪器设备 抗雷击干扰 接地

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基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

15

作者 王艳婷 莫文斌 +2 位作者 白明远 梁栋 贾嵘 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期31-44,共14页

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压... 柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。 展开更多

关键词 柔性直流输电 雷击干扰识别 行波极性特征 行波时间特征 可靠性

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输电线路雷击对临近管道产生的电磁干扰

16

作者 陈玉亮 沈佳园 +1 位作者 张响 李德明 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期57-64,共8页

高耸的输电线路遭受雷击时产生的雷击电流会漫流到钢制油气管道上或因电磁耦合效应产生较高的感应电压,从而导致员工触电、防腐蚀层损伤或管体烧蚀等危害。梳理了雷击电流对管道影响的评估标准及方法适用性,采用数值模拟和理论分析手段... 高耸的输电线路遭受雷击时产生的雷击电流会漫流到钢制油气管道上或因电磁耦合效应产生较高的感应电压,从而导致员工触电、防腐蚀层损伤或管体烧蚀等危害。梳理了雷击电流对管道影响的评估标准及方法适用性,采用数值模拟和理论分析手段,从人员安全、涂层完整性、管体完整性三方面梳理了雷击干扰下管道风险评估方法,并获得了雷击干扰管道风险定性、定量评估准则。基于风险评估准则,利用数值模拟的办法对案例开展了干扰评估。结果显示:土壤电阻率50Ω·m,距离塔杆接地8.47 m的管道于100 kA雷击干扰下人员安全、防腐蚀层损伤风险小;基于定性风险评估准则,8.47 m间距不满足Mouse离子化安全间距但满足加拿大电力协会(CEA)规定的电弧安全间距,管道损伤风险小;基于定量风险评估准则,管道最大烧蚀深度达0.14 mm(0.88%壁厚),满足管道安全运行强度要求。 展开更多

关键词 雷击干扰 人身安全 防腐蚀层损伤 管道损伤 安全间距

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雷击对电力系统二次设备的干扰及预防措施 被引量：9

17

作者 贝宇 杨鑫 王巨丰 《广西电力》 2005年第4期52-54,共3页

从工程实践的角度阐明雷击对电力系统二次设备的干扰,并针对地网、电缆沟、接地线、高频通道、网络线、电源6个方面提出防雷抗干扰措施,并指明雷击后事故分析的重要性和必要性。

关键词 雷击干扰 电力系统 二次设备 抗干扰措施

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基于卡尔曼滤波的交流输电线路暂态干扰源识别方法

18

作者 王昊 李明远 +1 位作者 孙伟楠 黄文宇 《电气自动化》 2023年第5期1-2,6,共3页

为识别交流输电线路上发生的不同暂态干扰源以及干扰变化,提出基于卡尔曼滤波的交流输电线路暂态干扰源识别方法。分析交流输电线路中的不同干扰源的特征,区分雷击暂态干扰与故障暂态干扰,将干扰源特征输入至卡尔曼滤波器中,通过递归滤... 为识别交流输电线路上发生的不同暂态干扰源以及干扰变化,提出基于卡尔曼滤波的交流输电线路暂态干扰源识别方法。分析交流输电线路中的不同干扰源的特征,区分雷击暂态干扰与故障暂态干扰,将干扰源特征输入至卡尔曼滤波器中,通过递归滤波的方式判断滤波系统的最佳预测值。经试验验证:所提方法具有较低的识别误差,且能够精准识别电压均值与电流瞬时功率的变化,可精确识别不同类型的干扰源。 展开更多

关键词 卡尔曼滤波 交流输电线路 暂态干扰源 雷击干扰 电压零膜

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如何预防雷击电磁干扰对计算机网络的侵害 被引量：1

19

作者 孟英杰 《湖北气象》 2005年第1期23-25,共3页

雷击电磁干扰对以计算机为主的电子信息系统的影响巨大,本文分析了雷电侵害计算机网络的途径,针对雷击电磁干扰侵害计算机网络的几种途径,主要从机房及布线的要求、等电位连接、瞬态过电压保护器的选择、接地等几方面进行雷击电磁干扰... 雷击电磁干扰对以计算机为主的电子信息系统的影响巨大,本文分析了雷电侵害计算机网络的途径,针对雷击电磁干扰侵害计算机网络的几种途径,主要从机房及布线的要求、等电位连接、瞬态过电压保护器的选择、接地等几方面进行雷击电磁干扰的防护设计。 展开更多

关键词 计算机网络 雷击电磁干扰 等电位 瞬态过电压保护器 接地

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±800kV特高压直流输电线路雷击暂态识别 被引量：28

20

作者 刘可真 束洪春 +2 位作者 于继来 田鑫萃 吴尉民 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期3007-3014,共8页

特高压直流输电线路受到雷击未故障时,极线上电压行波围绕直流分量上下交替变化,与轴线电压相关度趋近于1。此特征可作为识别雷击干扰的判据。雷击故障时,雷电波中有大量高频分量,绝缘闪络后,迅速衰减;接地故障时,短路电压行波由附加电... 特高压直流输电线路受到雷击未故障时,极线上电压行波围绕直流分量上下交替变化,与轴线电压相关度趋近于1。此特征可作为识别雷击干扰的判据。雷击故障时,雷电波中有大量高频分量,绝缘闪络后,迅速衰减;接地故障时,短路电压行波由附加电源产生,高频分量少。雷击故障最终呈现接地故障特征,经小波变换后,中低频分量与接地故障相近,故雷击故障高频能量与中低频能量比值较接地故障时大。据此特征可用来识别雷击故障和接地短路故障。利用云广800 kV直流输电模型,采用5 ms时窗,进行了大量的EMTP暂态仿真,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 特高压直流输电 雷击干扰 相关度 小波变换 能量

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