一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测距法制造技术

本发明专利技术涉及一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测距方法，属于电力系统继电保护技术领域。本发明专利技术为首先由高速采集装置获得量测端故障电流行波数据，并截取故障初始行波到达前l/(2v)时窗长度和故障初始行波到达后l/v时窗长度，即总共1.5l/v时窗长度的行波数据；其次利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波；再次根据上述方法得到的电流行波和电压行波，利用贝杰龙公式计算在l/(2v)时窗长度电压行波和电流行波沿线分布；最后构建测距函数，并根据测距函数沿线的突变点得到故障距离。其中，l为线路全长。本发明专利技术利用贝杰龙线路模型具有沿线长维度上的高通滤波器作用，易于实现单端测距的自动化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测距方法，属 于电力系统继电保护

技术介绍
故障测距的任务就是当线路的某一点发生故障时，通过线路两端的实测电流、电 压及线路阻抗等参数计算出故障距离。通常，输电线故障测距方法主要有两类，一类是阻抗 法，是直接计算故障阻抗或其百分比的算法；另一类是行波法，利用高频故障暂态电流、电 压的行波等来间接判定故障点的距离。 输电线路行波故障测距经历了早期行波故障测距和现代行波故障测距两个阶段。 近年来随着硬件制造水平W及计算机技术的飞速发展，现代行波测距技术在很多方面遇到 的困境都得到了突破，但仍存在一些尚未解决或者急需要改进的问题，运些问题主要有：故 障行波的辨识准确度如何提高，行波波头到达测量端时刻如何准确的捕捉，不同输电线路 及电压等级对应的波速怎样选取，利用其它健全线路含有的故障信息怎样实现广域行波测 距等方面。因此，现代行波故障测距在未来发展之路中还要面对许多技术和原理层面上的 挑战。现提出一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路行波测距法。该测距算法具体 做法是于单端观测，采用量测端的故障行波数据计算沿线电压行波和电流行波，根据电压 行波、电流行波和波阻抗得到方向行波，再利用正向行波和反向行波构造测距函数。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路 单端行波测距方法，用W解决上述问题。 本专利技术的技术方案是：一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测 距法，首先由高速采集装置获得量测端故障电流行波数据，并截取故障初始行波到达前1/ (2v)时窗长度和故障初始行波到达后1/v时窗长度，即总共1. 51/v时窗长度的行波数据； 其次利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波；再次根据上述方法得到的电流 行波和电压行波，利用贝杰龙公式计算在l/(2v)时窗长度电压行波和电流行波沿线分布； 最后构建测距函数，并根据测距函数沿线的突变点得到故障距离。[000引具体步骤如下： 第一步、读取行波数据：由高速采集装置获得的量测端故障电流行波数据，并截取 故障初始行波到达前l/(2v)时窗长度和故障初始行波到达后1/v时窗长度，即总共1. 51/ V时窗长度的行波数据； 第二步、利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波，即： Um=ikXZ, (1) 式中，1?为量测端电压，ik为最长健全线路量测端电流，Zc为线路波阻抗。 第Ξ步、计算方向行波沿线路分布：根据步骤（1)和步骤（2)得到的电流行波和电 压行波，利用贝杰龙公式计算在时窗长度电压行波和电流行波沿线分布。 其中t。为故障初始行波到达量测端的时刻即： 式中，下标S表示模量，S= 1，2。为量测端线模电压，iM,s为量测端线模电流， X为离开量侧端的距离，r,单位长度的线模电阻，Z。,历线模波阻抗，V,线模波速度。 第四步、计算正向行波与反向行波： 正向电压行波为： u+x,s= (Ux,s+Zc,si、s)/2 (4) 反向电压行波为[001 引 u、s= (Ux,s_Zc,six,s)/2 妨式中，<历距离量测端X处的正向行波，UX,历距离量测端为X处的反向行波， Uy,,为距离量测端X处的电压行波，i为距离量测端X处的电流行波。 第五步、采用如式（4)和（5)提取正向行波和反行波的突变：首先，采用差分运算 得到 和 为正向行波的差分结果，W为反向行波的差分结果。At为采样间隔。其次，计算差分结果Cdif在一段时间的能量S2u(x，t)，即：[002引式中，式"*片伪正向行波在一段时间内的能量，S:"- 为反向行波在一段时间内 的能量。时窗长度内，按照式（10)得到测距函数，即：110) 式中，Vt2为积分上、下限。 第屯步、获取故障距离：若在时窗长内，测距函数只有一个突变 点，可W根据突变点的极性判断出故障位于半线长之之内还是之外，继而得到故障距离。 即若测距函数在线路全长范围内只有一个负的突变点，则故障位于半线长之内， 且故障点离开Μ端X; 若测距函数在线路全长范围内只有一个正的突变点，则故障位于半线长外，且故 障点离开Μ端X' =^χ。 若测距函数在沿线分布中有多个突变点，需采用测后模拟确定故障位置突变点。 若测距函数在沿线分布中有多个突变点，需采用"测后模拟"确定故障位置突变 点。具体方法为：将测距函数沿线分布的突变点记为X= 。假设XI为故障位 置突变点，并在时窗内计算测距函数，且t2取值范围为，若测距函数在全线长范围内只有一个突变点，且该突变点对应的X' 2=X2,则假设成 立，若该突变点的极性为负，则故障位于半线长之内，且故障距离Μ端X=X2,若该突变点的 极性为正，则故障位于半线长之外，且故障距离Ν端1-Χ=Χ2。若测距函数在全线长范围内 没有突变点或多于一个突变点，则假设不成立，该突变点不是故障位置的突变点，则继续假 设Χ3为故障位置突变点，运样直至假设成立，得到故障距离。其中U为最短健全线路的长 度。 本专利技术的有益效果是：利用贝杰龙线路模型具有沿线长维度上的高通滤波器作 用，使得测距方法更具鲁棒性和普适性，易于实现单端测距的自动化。【附图说明】[003引图1是本专利技术实施例1中的线路结构图，线路全长为71. 9km; 图2是本专利技术实施例1中测距函数在全线范围内的分布； 图3是本专利技术实施例2中的线路结构，线路全长为93. 11km; 图4是本专利技术实施例2测距函数在全线范围内的分布；[004引图5是本专利技术实施例3中的线路结构，线路全长为150km; 图6是本专利技术实施例3测距函数在全线范围内的分布。【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】，对本专利技术作进一步说明。 -种基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测距法，首先由高速采集 装置获得量测端故障电流行波数据，并截取故障初始行波到达前l/(2v)时窗长度和故障 初始行波到达后1/v时窗长度，即总共1. 51/v时窗长度的行波数据；其次利用相邻健全线 路电流行波和波阻抗来构造电压行波；再次根据上述方法得到的电流行波和电压行波，利 用贝杰龙公式计算在l/(2v)时窗长度电压行波和电流行波沿线分布；最后构建测距函数， 并根据测距函数沿线的突变点得到故障距离。[004引具体步骤如下： 第一步、读取行波数据：由高速采集装置获得的量测端故障电流行波数据，并截取 故障初始行波到达前l/(2v)时窗长度和故障初始行波到达后1/v时窗长度，即总共1. 51/ V时窗长度的行波数据； 第二步、利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波，即：UM=ikXZc(1)式中，Um为量测端电压，ik为最长健全线路量测端电流，Zc为线路波阻抗。 第Ξ步、计算方向行波沿线路分布：根据步骤（1)和步骤（2)得到的电流行波和电 压行波，利用贝杰龙公式计算在时窗长度电压行波和电流行波沿线分布。 其中t。为故障初始行波到达量测端的时刻即：式中，下标S表示模量，S=1，2当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测距法，其特征在于：首先由高速采集装置获得量测端故障电流行波数据，并截取故障初始行波到达前l/(2v)时窗长度和故障初始行波到达后l/v时窗长度，即总共1.5l/v时窗长度的行波数据；其次利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波；再次根据上述方法得到的电流行波和电压行波，利用贝杰龙公式计算在l/(2v)时窗长度电压行波和电流行波沿线分布；最后构建测距函数，并根据测距函数沿线的突变点得到故障距离，其中l为线路全长。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：束洪春，田鑫萃，王书领，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53