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基于基尔霍夫电流定律的电流差动保护由于其原理简单、灵敏性高,长期以来一直被广泛应用于电力系统的发电机、变压器、母线等重要电气设备的主保护之中,但是由于电流差动保护是对线路各端的电气量进行比较,而将线路一端的电气量传送至另一端时必须借助于通信通道。也正是由于受保护通信信道所限,该保护以前很少用在高压、超高压长距离输电线路主保护之中。随着我国光纤通信技术的迅猛发展,加上可使用GPS对时装置来实现远距离信号传输的同时性,采用光纤通信信道的电流差动保护装置的使用条件已经比较成熟。因此,光纤电流差动保护已经被逐步应用于高电压远距离输电线路,并且将会应用得越来越广泛。
本文分析了传统电流差动保护原理的不足,并由此提出了改进电流差动保护的新思路——根据线路运行的实际情况在线实时改变电流差动保护的整定值,从而实现自适应保护。为了使改进后的保护更加快速可靠,利用小波分析的局部放大特性对故障类型进行分类,并对此做了大量的仿真实验。为了实时改变电流差动保护的整定值,本文建立了以线路的实际运行状况和故障类型作为输入,网络内部采用BP算法,用C语言编程实现的人工神经网络模型,并挑选优秀的样本对该人工神经网络进行了有效训练,之后用未参加训练的样本对网络模型进行了相关测试。仿真结果表明,改进后的电流差动保护的性能明显优于传统的电流差动保护。
经过改进之后的电流差动保护特性曲线是一条变斜率的曲线,它能够自动跟踪系统参数和状态的变化,并做出相应地实时改变,具有比较可观的应用前景。