基于数学形态学处理继电保护干扰信号方法的研究.pdf

维普资讯 第23卷第3期 电 力 科 学 与 工 程 VO1．23．No．3 2007年 7月 ElectricPowerScienceandEngineering Ju1．，2007 33 基于数学形态学处理继电保护干扰信号方法的研究 成友伟 ，吴晓红 ，李卫伟 (1．北京国华 电力有限责任公司，北京 100025；2．三河发电有限责任公司，河北三河 065210) 摘要：将数学形态学引入电力系统信号处理，设计了一种形态滤波器，将它用于电力系统继电保护信号的 处理，仿真结果表明形态学对处理突发信号有较好的效果．所以基于形态学的继电保护干扰信号处理是可 行的，而且形态学方法具有算法简单、运算速度快，易于处理等优点，具有推广应用前景． 关键词：数学形态学；继电保护；电力系统信号；滤波 中图分类号：TM77 文献标识码：A 力系统行业中，数学形态学已经广泛用于暂态故障 0 引 言 量的提取，电力系统故障信号的采集以及故障距离 检测技术等等学术研究中。因此本文引进了基于数 电力系统微机保护有来 自内部和外部的干扰， 学形态学原理的形态滤波器。 内部干扰主要为由杂散电容和电感的结合引起的不 同信号感应、长线路传输造成电磁渡的反射、多点 1 数学形态学的基本概念和基本运算 接地造成的电流差干扰等；而外部干扰则为由其它 数学形态学是建立在集合论和积分几何学基础 物体和设备辐射的电磁波产生的强电场或强磁场， 之上的学科，它是集合形态分析与描述的有利工具， 以及来 自电源的工频干扰等。微机保护是在 内部时 目前已广泛应用于信号、图像分析和处理等工程领 钟节拍控制下以极高的速度工作的，所以干扰的直 域 ㈣ 。 接影响主要表现在 “读”和 “写”出错以及指令出 数学形态学以腐蚀和膨胀两种基本运算为基 错，甚至由于碰到一条微型机不认识的指令操作码 础。记 为I1维欧式空间， ， 是E中任意两个子 使保护停止工作。此外在微机保护模数变换过程中 集，即 ， ，A被 膨胀的定义为 也可能出现突发冲击的干扰信号。处理超出考核指 标的突发性的信号，通常有傅立叶算法、采样值积 A0=zI(占)zn ≠(2) 算法、微分法等，这些算法在信号处理方面存在一 式中 (-b，bEB}表示集合相对于原点的映像。 定的局限性。数学形态学是一门建立在严格数学理 对于集 ， ，A被 腐蚀的定义为 论基础上的学科，其基本思想和方法对图像处理的 O =ZI()z ) 理论和技术产生了重大影响。目前，数学形态学已 经构成了一种新型的图像处理方法和理论，形态学 形态学中，集合 称为结构元素，可以认为 图像处理已成为计算机数字图像处理的一个主要研 是一种收集信号信息的 “探针”。通过不断地移动 究领域。这门科学在计算机文字识别、计算机纤维 结构元素，便可以提取有用的信息进行特征分析和 图像分析 (如定量金像分析，颗粒分析)、医学图 描述