The invention discloses a system and method for fault location based on transient traveling wave short time window, the method comprises the following steps: traveling wave data acquisition before the failure of transmission lines at both ends of the signal frequency fitting processing, accurate fitting function of voltage or current value; modulus modulus according to the traveling wave data calculation of fault point; and according to the precise fitting function value Karen Baer transform, data alignment, accurate data synchronization; according to the precise synchronization of data values for the wavelet transform modulus maxima, extraction time difference in fault location, obtains the accurate fault location value. Signal fitting and data alignment of traveling wave data processing method of the invention, the time information of fault location is not dependent on GPS time synchronization device, overcomes the GPS time limit of device, therefore, the method and system of the invention can greatly improve the reliability of transient traveling wave fault location, the fault location results are accurate.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网中行波双端故障测距
，特别涉及一种基于短时窗内暂态行波的故障测距方法及系统。
技术介绍
高压输电线路由于穿越山区、森林、丘陵等偏僻地带，地理环境复杂，易发生故障。引起故障的因素一般发生在山火、风雪、雷电、污秽、覆冰等，大多没有明显的破坏痕迹，导致人工查找故障点十分困难。快速、准确的故障测距，可加快线路的恢复，及时消除隐患，对保证电力系统的安全稳定运行和经济运行有十分重要的意义。高压输电线路故障测距是电力系统继电保护的重要组成部分，是一项保证电网安全、稳定运行的必要技术措施。目前，现有的故障测距方法主要采用双端测距算法为主、单端算法为辅的方法，该方法依赖GPS对时装置提供的时间信息，使得其授时的所有行波测距装置上的时间都以同一源为参照，也就是所有的时间都是同步的。由于故障出现的时间段为一小段时间，约几毫秒，在电力系统内，将时间段小于20ms的称为短时窗，因此，对故障行波进行测距多在短时窗内进行。行波是指沿着输电线路传输的一种电磁波，在暂态过程中出现的行波是暂态行波，也称为故障行波。但是，由于GPS对时装置的可靠性低，影响时间信息的准确性，导致采用现有的故障测距方法的测距结果受故障电阻、互感器误差、线路参数不对称等因素的影响，误差较大，测距结果无法满足使用要求；因此，GPS对时装置的对时精度和装置运行的稳定性直接影响了双端测距的精度，在一些情况下，会出现无对时的情况，导致在部分场景下测距失败，测距结果不可靠、不精准等问题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种基于短时窗内暂态行波的故障测距方法及系统，以解决现有的故障测距方法...
【技术保护点】
一种基于短时窗内暂态行波的故障测距方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取故障前输电线路两端的行波数据，进行信号工频拟合处理，滤除噪声，得到精确拟合函数值；其中，所述行波数据包括：采样信号、采样数据、采样时间和采样频率；S2、根据所述输电线路两端的行波数据计算故障点处的电压模量或电流模量；再根据所述精确拟合函数值进行凯伦贝尔变换处理，将所述电压模量或所述电流模量转换成电压或电流的零模或线模分量；计算半周波的电压或电流，得到电压计算值或电流计算值；比较所述电压计算值与所述电压的零模或线模分量的一致性，或，比较所述电流计算值与所述电流的零模或线模分量的一致性，进行数据对齐处理，得到精确同步数据值；S3、根据所述精确同步数据值进行同步小波变换处理，提取模极大值的时间差进行故障测距，得到精准故障测距值。
【技术特征摘要】
1.一种基于短时窗内暂态行波的故障测距方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取故障前输电线路两端的行波数据，进行信号工频拟合处理，滤除噪声，得到精确拟合函数值；其中，所述行波数据包括：采样信号、采样数据、采样时间和采样频率；S2、根据所述输电线路两端的行波数据计算故障点处的电压模量或电流模量；再根据所述精确拟合函数值进行凯伦贝尔变换处理，将所述电压模量或所述电流模量转换成电压或电流的零模或线模分量；计算半周波的电压或电流，得到电压计算值或电流计算值；比较所述电压计算值与所述电压的零模或线模分量的一致性，或，比较所述电流计算值与所述电流的零模或线模分量的一致性，进行数据对齐处理，得到精确同步数据值；S3、根据所述精确同步数据值进行同步小波变换处理，提取模极大值的时间差进行故障测距，得到精准故障测距值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：S101、建立拟合正弦函数模型；S102、获取故障前输电线路两端采样点的采样信号、采样数据、采样时间和采样频率，将所述采样信号对应的所述采样数据根据所述拟合正弦函数模型进行拟合计算，滤除噪声，得到正弦函数拟合值；S103、根据所述采样数据和所述正弦函数拟合值，计算所述采样数据和所述正弦函数拟合值之间误差的平方和，得到误差平方和公式；S104、根据所述误差平方和公式、所述采样时间和所述采样频率，利用两个周波的所述采样数据进行计算，得到所述精确拟合函数值；其中，所述拟合正弦函数模型为：y(t)＝Asin(100πt+θ)；式中，y(t)为拟合函数的瞬时值，A为拟合函数的幅值，t为采样时间，θ为拟合函数的初始相位。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：S201、建立分布参数模型，根据所述输电线路两端的行波数据计算故障点处的电压模量或电流模量；S202、根据所述精确拟合函数值，进行凯伦贝尔变换处理，将所述电压模量转换成电压的零模或线模分量，或，将所述电流模量转换成电流的零模或线模分量；S203、获取故障前计算采样点的起始时刻，从输电线路两端计算半周波处的电压或电流，得到电压计算值和电流计算值；比较所述半周波的所述电压计算值与所述电压的零模或线模分量、所述电流计算值与所述电流的零模或线模分量的一致性，并得到电压计算方程和电流计算方程；S204、根据所述电压计算方程和所述电流计算方程，利用插值法计算所述输电线路两端的采样时间差，将所述采样时间差的数据进行数据对齐处理，得到所述精确同步数据值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电压计算方程为：f(td)=Σn=0N/2|ufs(L2,t0-n·Ts)-ufr(L2,t0+td-n·Ts)|;]]>所述电流计算方程为：f(td)=Σn=0N/2|ifs(L2,t0-n·Ts)-ifr(L2,t0+td-n·Ts)|;]]>式中，u为电压，i为电流，Ts为采样周期，N为每周波采样点数，n为正整数，td为两端的采样时间差，t0为故障前的计算采样点的起始时刻，L为滤波器的长度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：S301、读取所述精确同步数据值，对所述精确同步数据值进行分解拓展处理，得到分解拓展数据；S302、根据所述分解拓展数据，进行离散小波变换处理，将原始信号与滤波器信号进行卷积计算，得到初次变换序列；S303、根据所述初次变换序列，通过多次循环，进行多层层分解处理，每层均形成了近似系数和细节系数，得到最终变换序列；S304、根据所述最终变换序列，将其划分为数个等值区间；S305、当上一级所述循环延伸到下一级所述循环时，判断所述等值区间内部极大值点是否依然存在；若不存在，则所述最终变换序列为噪声；若存在，则所述最终变换序列为行波的始端；通过在数个等值区间内的逐级循环移动，精准查找模极大值点，提取所述模极大值的时间差，进行精准故障测距，得到所述精准故障测距值。6.一种基于短时窗内暂态行波的故障测距系统，其特征在于，包括：信号拟合处理模块，用...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，刘升鹏，李聪，袁明，宋优乐，李俊鹏，周鑫，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53
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