基于差值卷积分析法的配电网线路故障定位方法技术

本发明专利技术提供了基于差值卷积分析法的配电网线路故障定位方法，步骤包括：首先在配电网线路中设置若干监测点，若干监测点将配电网线路划分成多段；在每个监测点安装录波装置和发送模块，由录波装置对监测点的三相电流或三相电压进行采集，并通过发送模块发送到控制中心；由控制中心根据录波装置所记录的三相电流或三相电压，提取故障点前后的差动数据，进行差值卷积运算，判断差值卷积运算结果是否出现突变，根据突变情况、结合配电网线路的拓扑结构，判断故障发生在哪些监测点之间的线路上。本发明专利技术通过比较相邻两监测点电流变化情况对故障点进行判断，有效解决了传统以绝对值变化量为依据的故障识别及定位技术容易漏判的问题，可以更好地服务于配电线路的管理与维护工作。

【技术实现步骤摘要】
基于差值卷积分析法的配电网线路故障定位方法
本专利技术涉及配电网线路故障诊断技术，具体为一种配电网线路故障定位方法。
技术介绍
目前，国内配电线路故障诊断主要分为故障选线及故障定位两大类。故障选线是指故障发生后，通过某种技术手段判断出是哪一条具体的馈电线路发生了故障；故障定位是指故障发生后，通过某种技术手段确定故障发生在哪一区段。由于故障定位更能够缩短故障查找时间，提高供电可靠性，因此故障定位是配电网线路故障诊断的主要发展方向。当前，配电网的故障定位方法主要依托FTU(馈线终端设备)和故障指示器两类设备。这两类设备主要安插在配电网线路中，当线路发生故障时，通过FTU或故障指示器的相关传感设备采集的数据进行就地分析。如本地相电流发生了突变，瞬间突变电流值达到了预设阈值(如突变电流600A)以上，且随着线路相关继电保护动作造成跳闸后电流为“0”的现象。通过该现象可以判断，该监测点流过了故障电流，故障点位于该监测点之后。上述传统定位方法的优点是简单，且对设备采样精度要求较低，易于实现。其缺点是，对于故障电流变化不是太明显的故障，容易漏判。
技术实现思路
本专利技术提供基于差值卷积分析法的配电网线路故障定位方法，通过比较相邻两监测点电流变化情况对故障点进行判断，有效解决了传统以绝对值变化量为依据的故障识别及定位技术容易漏判的问题，可以更好地服务于配电线路的管理与维护工作。本专利技术采用以下技术方案来实现：基于差值卷积分析法的配电网线路故障定位方法，包括以下步骤：步骤1、首先在配电网线路中设置若干监测点，若干监测点将配电网线路划分成多段；步骤2、在每个监测点安装录波装置和发送模块，由录波装置对监测点的三相电流或三相电压进行采集，并通过发送模块发送到控制中心；步骤3、由控制中心根据录波装置所记录的三相电流或三相电压，提取故障点前后的差动数据，进行差值卷积运算，判断差值卷积运算结果是否出现突变，根据突变情况、结合配电网线路的拓扑结构，判断故障发生在哪些监测点之间的线路上。优选地，所述步骤3进行差值卷积运算过程为：取各差动数据的每周波数据，分别取差动数据的相邻两个周波数据进行相关运算，最少取8个周波数据，每周波采样率不低于800Hz，相关运算的公式为：式中“*”代表卷积运算。优选地，所述步骤3提取故障点前后的差动数据原则为：配电网线路中处于同一电流回路的相邻两个监测点所采集的三相电流值或三相电压值相减。优选地，所述步骤1设置监测点时，在配电网线路首尾各设置一个监测点；然后每间隔一段距离设置一个监测点；若有T接分支线时，在T接分支线加装监测点，用于判断是否为分支线故障。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、通过比较相邻两监测点电流变化情况来进行故障判断，相比于传统的以绝对值变化量为依据的故障判定技术，准确率高，不会造成漏判。2、采用卷积积分算法对监测点的差动数据进行相关运算，逻辑简单、可靠，避免了一般高级算法的复杂性及巨大的运算量。附图说明图1是配电网线路故障定位方法的模型；图2是图1中监测点1-4的三相电流差值卷积波形图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例本专利技术配电网线路故障定位方法，包括以下步骤：步骤1、首先在配电网线路中设置若干监测点，若干监测点将配电网线路划分成多段。设置监测点时，可根据线路运行的实际情况及资金预算进行布置。一般在资金允许的情况下，在线路首尾各设置一个监测点；然后每间隔1公里左右设置一个监测点；另外，遇到T接分支线时，须在分支线加装监测点，用于判断是否为分支线故障。监测点的设置与负荷大小及线路类型无关。步骤2、在每个监测点安装录波装置和无线发送模块，由录波装置对监测点的三相电流或电场波形(即三相电压)进行采集，并通过无线发送模块直接发送到控制中心。步骤3、由控制中心根据录波装置所记录的三相电流或三相电压，提取故障点前后的差动数据，进行差值卷积运算，判断差值卷积运算结果是否出现突变，根据突变情况、结合配电网线路的拓扑结构对故障进行定位，即判断故障发生在哪些监测点之间的线路上。其中录波装置可以采用传感器实现。为了说明方便，现假定基于图1所示配电网线路结构下，发生了A、B相间短路故障，假设故障点将发生在监测点2和监测点3之间。首先控制中心提取故障点前后的差动数据，采用监测点2的三相电流减去监测点1的三相电流，监测点3的三相电流减去监测点2的三相电流，监测点4的三相电流减去监测点2的三相电流，即差值的选取原则为：线路中处于同一电流回路的相邻两个监测点所采集的三相电流值或三相电压值相减。取各差动数据的每周波数据，按周期分成8个周波，分别做1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7、7-8周波的相关运算，即取差动数据相邻两个周波进行相关运算，最少取8个周波，每周波采样率不低于800Hz。相关运算的公式如下所示。上式中“*”代表卷积运算，波形图参见图2，而相关运算结果如下表1-3所示。表1监测点2与监测点1的差动相关处理结果表2监测点3与监测点2的差动相关处理结果表3监测点4与监测点2的差动相关处理结果由以上数据可以看出，监测点1与监测点2的电流值十分接近，其电流值之差的相关值很小，故排除故障发生在监测点1和2之间。监测点3与监测点2的A相电流相关值和B相电流相关值在第三个周波后发生突增。监测点4与监测点2的A相电流相关值和B相电流相关值在第三个周波后也发生突增，故可以将故障定位在监测点2、3之间和2、4之间，由配电网线路拓扑结构所知，故障发生在监测点2和监测点3之间的线路2处。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于差值卷积分析法的配电网线路故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、首先在配电网线路中设置若干监测点，若干监测点将配电网线路划分成多段；步骤2、在每个监测点安装录波装置和发送模块，由录波装置对监测点的三相电流或三相电压进行采集，并通过发送模块发送到控制中心；步骤3、由控制中心根据录波装置所记录的三相电流或三相电压，提取故障点前后的差动数据，进行差值卷积运算，判断差值卷积运算结果是否出现突变，根据突变情况、结合配电网线路的拓扑结构，判断故障发生在哪些监测点之间的线路上。

【技术特征摘要】
1.基于差值卷积分析法的配电网线路故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、首先在配电网线路中设置若干监测点，若干监测点将配电网线路划分成多段；步骤2、在每个监测点安装录波装置和发送模块，由录波装置对监测点的三相电流或三相电压进行采集，并通过发送模块发送到控制中心；步骤3、由控制中心根据录波装置所记录的三相电流或三相电压，提取故障点前后的差动数据，进行差值卷积运算，判断差值卷积运算结果是否出现突变，根据突变情况、结合配电网线路的拓扑结构，判断故障发生在哪些监测点之间的线路上。2.根据权利要求1所述的基于差值卷积分析法的配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述步骤3进行差值卷积运算过程为：取各差动数据的每周波数据，分别取差动数据的相邻两个周波数据进行相关运算，最少取8个周波数据，每周波采样率不低于800Hz，相关运算的公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：余南华，林青，李瑞，
申请(专利权)人：广州思泰信息技术有限公司，广州航海学院，
类型：发明
国别省市：广东,44