[发明专利]雷电波侵入变电站的扰动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷电波侵入变电站的扰动识别方法。

背景技术

电网实际运行资料显示，输电线路故障跳闸有40％以上由雷击引起，极端情况可接近80％。近年来，随着社会经济的快速发展，外力破坏造成的线路跳闸已成为仅次于雷击故障的第二大因素，其中以吊车施工等造成的事故居多。对于重合不成功的线路故障，按现行调度运行规程，要求立即强送一次，以尽可能恢复供电，保证供电可靠性和电网稳定。对于雷击、污闪、鸟害等自然原因引起的故障，是可以的。但人为原因造成的故障，如果强送合闸可能危及人身安全，所以有必要对不同原因造成的跳闸予以区别对待，以便采取不同的事故处理措施。

输电线路遭受的雷击，按是否引起故障可分故障性雷击和非故障性雷击。其中，故障性雷击与普通短路均可作故障处理，非故障性雷击可视为干扰。雷电干扰可能导致保护装置误动作，还可能侵入变电站，引起系统过电压，进而影响电网一、二次设备的性能。针对雷击与普通短路故障的识别，国内外均开展了研究，并取得了一些有益的成果。

文献1[董杏丽，葛耀中，董新洲.行波保护中雷电干扰问题的对策[J].中国电机工程学报，2002，22(9)：74-78]利用线路遭受雷击前后电流幅值的变化构建判据，该方法判别简单，但线路结构和故障合闸角度对判据的影响较大。

文献2[Guibin ZOU，Houlei GAO，Ming XU，et al.Identification of lightning strokeand fault in the transient component based protection[C].APPEEC，March 28-31，2009，Wuhan，China.]利用时间轴上下方暂态电流积分的相对比值和绝对差构造综合识别判据，实现容易，但识别原理易受母线结构的影响，有一定的局限性。

文献3[王刚，李海峰，赵建仓，等.基于小波多尺度分析的输电线路直击雷暂态识别[J].中国电机工程学报，2004，24(4)：139-144]利用故障电流附加分量高低频能量的关系构成判据来识别雷击与普通短路故障，但分析表明，非故障性雷击与普通短路故障其暂态电流的高低频分量能量的比值十分接近，存在判据难以确定的问题。

文献4[李海锋，王刚，赵建仓.输电线路感应雷暂态特征分析及其识别方法[J].中国电机工程学报，2004，24(3)：114-119.]提出了主要针对感应雷的雷击线路识别方法，该算法建立的特征量模型复杂且受雷电流波形变化的影响较大，不易整定判据。

文献7[段建东，张保会，郝治国，等.超高压线路暂态保护中雷电干扰与短路故障的识别[J].电力系统自动化，2004，28(18)：30-35]提出了时域波形法，其原理是基于故障性雷电波波前、波尾陡度与非故障性雷击及普通短路故障存在差异。利用波前和波尾的最大斜率比作为识别判据。但故障性雷击的初始波头与非故障性雷击的初始波头其波形非常相似，此时判据也不易整定。

文献11[肖先勇，李逢，邓武军.雷击与短路故障的S变换特征量识别方法[J].高电压技术，2009，35(4)：817-822.]提出了雷击与短路故障的S变换特征量识别方法，通过S变换提取时频等值线和幅值包络向量，根据是否含高频分量和等值包络向量的修正一阶中心矩的正负，实现类型识别，该方法判别相对复杂。

文献12[吴昊，肖先勇，沈睿佼.小波能量谱和神经网络法识别雷击与短路故障[J].高电压技术，2007，33(10)：64-68]提出基于小波能量谱和神经网络的线路雷击与短路故障识别方法。该方法识别正确率虽然较高，但人工神经网络结构复杂，需进行大量训练，运算量大，实用性不强。

由此可见，现有关于雷击识别的研究，并没有完全实用有效的方法。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种新的雷电波侵入变电站的扰动识别方法。该方法利用适合于分析非平稳信号的S变换技术进行扰动信号的特征提取，根据不同扰动情形下，暂态电压信号的主要谐波次数及其对应的幅值大小以及基波电压的跌落差异构建识别判据，其方法简便，灵敏度高，识别准确，易于工程实现。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种雷电波侵入变电站的扰动识别方法，它的过程为：

(1)实时监测母线电压信号；

(2)对扰动时的电压信号进行S变换，建立电压信号的模时频矩阵；