引言

水電站饋線確保了水力發(fā)電產(chǎn)生的電能能夠及時(shí)輸送到用電單位，在平時(shí)的運(yùn)行管理中，需要常態(tài)化檢查饋線的狀態(tài)確保整個(gè)供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。通過人工巡查來檢查饋線的狀態(tài)，時(shí)效性不強(qiáng)，且存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。配備水電站饋線微機(jī)保護(hù)裝置[1-3]，在饋線發(fā)生短路故障時(shí)快速準(zhǔn)確切斷故障線路顯得尤為重要。

水電站饋線微機(jī)保護(hù)裝置首先對(duì)饋線中的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，而后通過對(duì)調(diào)理后的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行AD采樣，計(jì)算得到饋線中的電壓、電流幅值和相位，最后裝置根據(jù)采樣計(jì)算得到的電參數(shù)以及開入插件的輸入進(jìn)行保護(hù)判斷算法，若保護(hù)判斷存在故障，則饋線保護(hù)裝置必須快速保護(hù)出口?？梢?，能夠快速準(zhǔn)確判斷出饋線故障發(fā)生的時(shí)刻以及計(jì)算出饋線中故障電流幅值大小，是饋線微機(jī)保護(hù)裝置能夠及時(shí)準(zhǔn)確切斷故障饋線的關(guān)鍵。

對(duì)于水電站饋線微機(jī)繼電保護(hù)，傅里葉算法應(yīng)用得最多，傅里葉算法有全周傅氏和半周傅氏算法。對(duì)于這兩種算法，分別至少需要一個(gè)或半個(gè)信號(hào)采樣周期才能計(jì)算出饋線中的電壓、電流幅值，即至少需要10~20 ms才能計(jì)算出饋線中電參數(shù)幅值，如圖1所示，在時(shí)效性上已不能很好滿足現(xiàn)代化水電站饋線微機(jī)繼電保護(hù)需求。針對(duì)電網(wǎng)短路故障快速檢測(cè)的需求，國內(nèi)學(xué)者做了許多相關(guān)的研究。吳浩偉等人提出了一種通過檢測(cè)電壓幅值和有功功率來判斷短路故障的快速檢測(cè)方案[4]，該檢測(cè)方法不具備普遍適應(yīng)性。吳行健等人提出了一種基于短路電流小半波特征的檢測(cè)判據(jù)來實(shí)現(xiàn)任意故障初相角下的短路快速檢測(cè)[5]，該方法對(duì)于部分短路故障“盲區(qū)”不能實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。李奕璋等人提出了一種基于三相電流平方和比值的短路故障快速檢測(cè)方法[6]，對(duì)于部分工況該檢測(cè)方法時(shí)間偏長且無法識(shí)別故障相位。金雪芬等人采用線路電流斜率快速識(shí)別故障信號(hào)[7]，該檢測(cè)方法存在“盲區(qū)”。綜上所述，目前應(yīng)用于電網(wǎng)饋線短路故障檢測(cè)的方法或者部分工況上時(shí)效性仍存在不足、檢測(cè)存在“盲區(qū)”，或者缺乏相關(guān)深入的應(yīng)用研究。針對(duì)饋線短路故障，如何快速可靠切除故障饋線、保護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行安全，仍需不斷進(jìn)行深入研究[8-10]。

采用離散系列小波對(duì)于饋線中的離散電信號(hào)進(jìn)行處理，適用于微機(jī)饋線保護(hù)中的快速計(jì)算，且算法簡易普適，可滿足現(xiàn)代化水電站饋線微機(jī)保護(hù)裝置快速精準(zhǔn)切除故障線路的需求。本文主要研究了一種基于離散Symlets小波的水電站饋線故障時(shí)刻快速判定及故障電流幅值快速計(jì)算算法，相較于目前相關(guān)研究，Symlets小波算法原理簡單，更易適用于農(nóng)村水電站饋線微機(jī)保護(hù)。

圖1　短路電流波形和全周傅氏算法求電流幅值

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作者信息：

萬浩平1，2

（1.江西省水利科學(xué)院，江西 南昌 330029；

2.江西省鄱陽湖流域生態(tài)水利技術(shù)創(chuàng)新中心，江西 南昌 330029）