引言

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

水電站饋線微機保護裝置首先對饋線中的電壓、電流信號進行調(diào)理，而后通過對調(diào)理后的電壓、電流信號進行AD采樣，計算得到饋線中的電壓、電流幅值和相位，最后裝置根據(jù)采樣計算得到的電參數(shù)以及開入插件的輸入進行保護判斷算法，若保護判斷存在故障，則饋線保護裝置必須快速保護出口?？梢姡軌蚩焖贉蚀_判斷出饋線故障發(fā)生的時刻以及計算出饋線中故障電流幅值大小，是饋線微機保護裝置能夠及時準確切斷故障饋線的關(guān)鍵。

對于水電站饋線微機繼電保護，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。對于這兩種算法，分別至少需要一個或半個信號采樣周期才能計算出饋線中的電壓、電流幅值，即至少需要10~20 ms才能計算出饋線中電參數(shù)幅值，如圖1所示，在時效性上已不能很好滿足現(xiàn)代化水電站饋線微機繼電保護需求。針對電網(wǎng)短路故障快速檢測的需求，國內(nèi)學者做了許多相關(guān)的研究。吳浩偉等人提出了一種通過檢測電壓幅值和有功功率來判斷短路故障的快速檢測方案[4]，該檢測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判據(jù)來實現(xiàn)任意故障初相角下的短路快速檢測[5]，該方法對于部分短路故障“盲區(qū)”不能實現(xiàn)快速檢測。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方法[6]，對于部分工況該檢測方法時間偏長且無法識別故障相位。金雪芬等人采用線路電流斜率快速識別故障信號[7]，該檢測方法存在“盲區(qū)”。綜上所述，目前應(yīng)用于電網(wǎng)饋線短路故障檢測的方法或者部分工況上時效性仍存在不足、檢測存在“盲區(qū)”，或者缺乏相關(guān)深入的應(yīng)用研究。針對饋線短路故障，如何快速可靠切除故障饋線、保護電網(wǎng)運行安全，仍需不斷進行深入研究[8-10]。

采用離散系列小波對于饋線中的離散電信號進行處理，適用于微機饋線保護中的快速計算，且算法簡易普適，可滿足現(xiàn)代化水電站饋線微機保護裝置快速精準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刻快速判定及故障電流幅值快速計算算法，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)村水電站饋線微機保護。

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）