一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法技术

技术编号:13307038 阅读:118 留言:0更新日期:2016-07-10 02:22
本发明专利技术涉及一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法,包括下述步骤:步骤1:对三相电流进行相模变换;步骤2:对线模分量进行小波变换;步骤3:基于小波变化系数幅值对比故障线路两端暂态信号,区分强弱侧;步骤4:确定弱侧的初始波头时间窗;步骤5:在初始波头时间窗内搜索弱侧的故障行波初始波头,并完成双端行波故障测距。本发明专利技术基于频域法测距结果对双端行波测距中信号较微弱一侧的初始波头进行识别,解决了输电线路高阻故障情况下因暂态行波信号微弱难以识别导致测距失败的问题;提高了双端行波测距在高阻故障情况下的可靠性,且测距精度相对单纯频域法测距较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种故障测距方法,具体讲涉及一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法
技术介绍
上世纪90年代以来,基于行波原理的输电线路故障测距装置(也称为行波故障定位装置)技术逐渐成熟并获得了广泛应用。实际运行经验表明:装置的测距精度及可靠性基本满足了电力用户要求,但也暴露出一些问题,特别是行波故障测距装置的可靠性相对站内其他装置较低。影响行波故障测距装置的一个重要原理性因素就是过渡电阻,直接体现在部分高阻故障下行波故障测距装置无法给出测距结果。目前,实际应用的输电线路故障测距法主要是阻抗法和行波法,阻抗法在保护/录波等装置中获得普遍应用,但受系统参数、互感器精度、过渡电阻等因素影响较大。国内相关标准规定各类型装置测距精度应在线路全长13%以内,在实际运行中,上述因素阻抗法影响往往难以达到,在高阻故障情况下(过渡电阻超过100欧姆)精度更难以保证。相对而言,行波故障测距法具有较好的鲁棒性,过渡电阻对行波法影响相对较小;但过渡电阻大到一定程度时(约300欧姆),行波故障测距装置的工作仍会受到影响。现有的行波故障测距装置主要采用双端行波法,通过查找信号奇异值点计算暂态电流/电压(工程上多使用电流量)行波到达线路两端时刻,结合行波波速确定故障点位置。在多数故障中,故障时刻电流急剧增大,暂态行波波头易于识别;而高阻故障多是电弧故障,由于过渡电阻很高,引起的电流变化较小,这就影响了暂态行波波头的识别。但实际运行经验也<br>表明,在多数高阻故障情况下,通过改变分析尺度及阈值,可以识别出一侧故障波头,而导致测距失败的原因多为另一侧波头难以识别(由于暂态行波向线路两侧传输过程中信号衰减、畸变不一致导致的)。近年来,随着故障定位领域研究的进展,部分研究单位又提出了基于暂态行波的频域测距法,利用暂态行波的频谱计算故障距离从而实现故障测距。该方法无需暂态行波波头的精确识别,只需要故障后一段暂态数据提取固有频率即可对故障距离进行计算,在高阻故障情况下具有较好的鲁棒性。但从目前实际故障数据分析看,受互感器暂态响应及采样精度的影响,该算法测距精度低于时域行波法。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的是提供一种能克服现有行波故障测距法在高阻故障测距中存在的缺陷的方法,该方法将暂态行波的频域法和行波法进行融合,提高行波故障测距装置在高阻故障情况下的测距可靠性及精度。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的:本专利技术提供一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法,其改进之处在于,所述方法包括下述步骤:步骤1:对三相电流进行相模变换;步骤2:对线模分量进行小波变换系数;步骤3:基于小波变化系数幅值对比故障线路两端暂态信号,区分强弱侧;步骤4:基于频域法计算结果确定故障行波弱侧的初始波头时间窗;步骤5:搜索弱侧故障行波的初始波头,完成故障点精确定位。进一步地,所述步骤1中,采用Clark变换作为相模变换矩阵,获得三相电流对应的线模量: i Mα ( k ) = 1 3 ( 2 * i MA ( k ) - i MB ( k ) - i MC ( k ) ) - - - ( 1 ) ; ]]> i Nα ( k ) = 1 3 ( 2 * i NA ( k ) - i NB ( k ) - i NC ( k ) ) - - - ( 2 ) ; ]]>式中,iMA(k)、iMB(k)、iMC(k)分别为故障线路M侧测量到的A、B、C三相电流,iMα(k)为M侧电流信号变换后的α线模量,iNA(k)、iNB(k)和iNC(k)分别为故障线路N侧测量到的A、B、C三相电流,iNα(k)为N侧电流信号变换后的α模量,k=1、2、3、4...N,N为采样序列长度。进一步地,所述步骤2中,选取基数B样条导数型小波作为小波基,对相模变换后得到的线模分量进行小波变换,得到对应小波变换系数,xM=f(t)和xN=f(t);其中xM反应故障线路M侧电流波过程,xN反应故障线路N侧电流波过程。进一步地,所述步骤3中,基于小波变化系数幅值对比故障线路两端暂态信号特征;将小波变化系数幅值作为基准,对比故障线路两端电流变化率,即陡度,区分暂态信号突变的强侧及弱侧,并提取出故障行波强侧的初始波头时刻t1;选择基数B样条一阶导数型小波为基准小波,当小波函数ψ(x)识为函数f(x)的一阶导数时,即则f(x)的小波变换为: Wf ( s , x ) = f * ψ s ( x ) = f * ( s d θ s dx ) ( x ) = s d dx ( 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:步骤1:对三相电流进行相模变换;步骤2:对线模分量进行小波变换;步骤3:基于小波变化系数幅值对比故障线路两端暂态信号,区分强弱侧;步骤4:基于频域法计算结果确定故障行波弱侧的初始波头时间窗;步骤5:搜索弱侧故障行波的初始波头,完成故障点精确定位。

【技术特征摘要】
1.一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
步骤1:对三相电流进行相模变换;
步骤2:对线模分量进行小波变换;
步骤3:基于小波变化系数幅值对比故障线路两端暂态信号,区分强弱侧;
步骤4:基于频域法计算结果确定故障行波弱侧的初始波头时间窗;
步骤5:搜索弱侧故障行波的初始波头,完成故障点精确定位。
2.如权利要求1所述的高阻故障测距方法,其特征在于,所述步骤1中,采用Clark变
换作为相模变换矩阵,获得三相电流对应的线模量:
i Mα ( k ) = 1 3 ( 2 * i MA ( k ) - i MB ( k ) - i MC ( k ) ) - - - ( 1 ) ; ]]> i Nα ( k ) = 1 3 ( 2 * i NA ( k ) - i NB ( k ) - i NC ( k ) ) - - - ( 2 ) ; ]]>式中,iMA(k)、iMB(k)、iMC(k)分别为故障线路M侧测量到的A、B、C三相电流,iMα(k)为
M侧电流信号变换后的α线模量,iNA(k)、iNB(k)和iNC(k)分别为故障线路N侧测量到的A、B、
C三相电流,iNα(k)为N侧电流信号变换后的α模量,k=1、2、3、4…N,N为采样序列长度。
3.如权利要求1所述的高阻故障测距方法,其特征在于,所述步骤2中,选取基数B
样条导数型小波作为小波基,对相模变换后得到的线模分量进行小波变换,得到对应小波变
换系数,xM=f(t)和xN=f(t);其中xM反应故障线路M侧电流波过程,xN反应故障线路N侧
电流波过程。
4.如权利要求1所述的高阻故障测距方法,其特征在于,所述步骤3中,基于小波变化
系数幅值对比故障线路两端暂态信号特征;将小波变化系数幅值作为基准,对比故障线路两
端电流变化率,即陡度,区分暂态信号突变的强侧及弱侧,并提取出暂态信号突变较强一侧
的初始波头时刻t1;
计算中,选择基数B样条一阶导数型小波为基准小波,当小波函数ψ(x)识为函数f(x)的
一阶导数时,即则f(x)的小波变换为:
Wf ( s , ...

【专利技术属性】
技术研发人员:王吉文王康姚庭镜曲鸿春蒋冬郭宁明
申请(专利权)人:国家电网公司国网安徽省电力公司亳州供电公司南京南瑞集团公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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