基于EMD的直流牵引供电系统继电保护振荡闭锁装置研制

总结下来，其特征有两点：①振荡电流波形的IMF分量幅值大且多，而短路电流波形的IMF分量幅值少且小；②经EMD分解后，振荡电流波形的余量曲线斜率呈负数，表明振荡发生后，振荡电流整体减小的趋势；而短路电流的余量曲线斜率为正，表明了短路电流整体上升的趋势。采用将电流信号进行 EMD 分解后的余量斜率作为特征量，则可以准确而容易地识别直流牵引电网中振荡电流信号与短路故障电流信号。

为验证这种方法在各种情况下均能对振荡电流和短路电流进行很好的区分，仍取某地铁供电系统在距离继电保护安装处的1km，2km，3km 处发生短路时的仿真短路电流波形进行分析，经EMD分解后，提取3种波形的余量r（t）进行对比。分解的结果明显显示了各个短路电流的波形整体变大的趋势，在和振荡电流的EMD分解结果进行对比时，并不需要对其电流特征进行数量化。只需要对余量r（t）求斜率就可以进行比较，所以比较过程非常简单方便。其计算结果如表1所示。

表1 电流波形经EMD分解后余量r（t）的斜率计算结果

[电流波形

余量斜率][负荷振荡电流

-0.46][1km短路电流

4.19][2km短路电流

2.45][3km短路电流

1.79]

4 结论

由于直流牵引电网的振荡电流存在整体下降的趋势，导致其波形经过EMD分解后的余量r（t）斜率为负值，而短路电流的EMD分解后余量r（t）斜率为正值。因此可将斜率作为特征量区分振荡电流和短路电流，从而构成振荡闭锁装置。实用中，将振荡闭锁装置的整定值设置为0，当余量r（t）斜率为负值时闭锁di/dt-ΔI保护装置；当余量r（t）斜率为正值时，开放继电保护装置，然后按di/dt-ΔI的整定值判断是否需要继电保护动作，动作完成后，立刻再次闭锁保护装置。

参考文献：

[1]刘文正.城市轨道交通牵引电气化概论[M].北京：北京交通大学出版社，2011（12）：5-9.

[2]杨正理.采用小波变换的周界报警信号辨识[J].光电工程，2013（40）：84-89.

[3]贺家李.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2010.

[4]杨正理.基于小波变换的模糊C-均值聚类算法在动态汽车衡中的应用[J].自动化仪表，2013（34）：73-77.

[5]李墨雪.直流牵引供电系统建模及电流变化特征量的保护算法研究[J].北京交通大学，2010（1）：12-34.

[6]杨正理，黄其新.小波变换在行驶车辆检测器中的应用研究[J].公路交通科技，2013（2）：104-108.

[7]陈小川.铁路供电继电保护与自动化[M].北京：中国铁道出版社，2010.8：85-121.

[8]Daubechies.Ten lectures on wavelets.Capital City Press， Montpelier， Vermont1992.129-131.

[9]Stephane mallat， Wenlianghwang. Singularity detection and processing with wavelets. IEEE transactions on information theory，1992（2）：617-643.

作者简介：

刘军（1976-），男，江苏淮阴人，江苏长天智远交通科技有限公司，主要研究方法为机电一体化。

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