基于小波变换的超高速方向行波距离保护研究与应用

本篇硕士学位论文深入研究了"基于小波变换的方向行波距离保护"在电力系统中的应用。作者艾斌，专业背景是电力系统自动化，由导师吕艳萍指导，针对电力系统规模扩大和电压等级提升带来的对继电保护速度和准确性需求的挑战进行探讨。 当前，随着我国500kV超高压输电网络的建设，对继电保护装置的动作速度有更高的要求，以便更快速地切除故障以保持系统的稳定性。传统的故障工频量变化特征的纵联保护方法难以满足这一需求，因为它动作速度相对较慢。为此，论文提出了一种新型的保护方案——基于故障暂态行波构成的行波保护，这种保护方式动作迅速，不受过渡电阻、电力系统振荡及长线分布电容等因素影响，特别适合超高压长距离输电线路。 论文的核心创新在于引入了"方向行波"的概念并结合小波变换。小波变换作为一种时频局域性分析工具，对于非平稳突变信号如行波信号具有独特优势，能够有效地检测信号突变点，从而精确判断故障位置。研究中，作者详尽分析了行波源的不确定性、线路区外故障的正反向影响、操作波和对侧母线反射波等复杂情况，并提出了相应的解决策略。 此外，论文通过构建输电线路仿真模型，运用EMTP软件进行了大量的故障仿真实验，验证了基于小波变换的方向行波距离保护在不同故障条件下（如不同故障点、不同时刻和过渡电阻）的性能。尽管早期行波保护装置存在技术限制，如性能不稳定和可靠性不高，但随着电子技术的进步，特别是高速数据采样芯片(A/D转换器)、数字信号处理芯片(DSP)的应用以及光学电压/电流互感器的发展，为行波保护，尤其是基于小波变换的方法提供了强大的硬件支持。 这篇论文不仅理论阐述了小波变换在方向行波距离保护中的应用，还通过实证研究证明了其在现代电力系统中提高保护性能的可行性，为超高压输电线路的安全运行提供了新的解决方案。关键词包括：距离保护、方向行波、小波变换、故障测距、极性关系。