本发明专利技术涉及一种基于双频信号的架空线故障定位方法及系统，方法包括：S1对架空线输入双频交流信号；S2对当前架空线位置处的双频交流信号、工频干扰信号进行采集，以得到初始采集信号；S3对初始采集信号依次进行信号加窗、信号补零、傅里叶变换运算、幅值修正恢复计算、幅值滤波计算操作，以得到处理后信号；S4基于处理后信号计算当前架空线位置处的阻性电流、容性电流；S5基于故障定位模式确定总电流值计算公式，并基于总电流值计算公式、阻性电流、容性电流或者基于总电流值计算公式、处理后信号，计算得到当前架空线位置处的总电流值；S6针对架空线不同位置处重复执行步骤S1～S5，并基于阻性电流、容性电流、总电流值的变化情况，对故障进行定位。对故障进行定位。对故障进行定位。
【技术实现步骤摘要】
一种基于双频信号的架空线故障定位方法及系统
[0001]本专利技术属于中低压配电网架空线故障定位
，具体涉及一种基于双频信号的架空线故障定位方法及系统。
技术介绍
[0002]架空线为架设在地面上，用绝缘子将输电线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电电路。架空线线路，多采用小电流接地系统。小电流接地系统，为中性点不接地或经过消弧线圈和高阻抗接地等非有效接地方式的三相系统，又称中性点间接接地系统。此系统常见的线路故障为单相接地故障，即为单相对地短路接地故障。
[0003]我国6～35kV的中低压配电网电力系统大多数采用中性点非有效接地方式，即为小电流接地系统。在小电流接地系统中，常见的临时性故障为线路单相接地故障。若发生单相接地故障时电网长期运行，非故障两相对地电压升高，可能导致击穿绝缘的薄弱环节，引起相间短路，影响用户正常用电。也可能使电压互感器铁心严重饱和导致过负荷而烧毁。弧光接地故障还会引起全系统过电压导致设备损坏，破坏系统安全运行。因此，必须及时找出故障线路，定位故障点。
[0004]目前我国配网供电系统主干网络为架空线，常用的故障排查手段包含：
[0005]1、先通过拉隔离开关刀闸隔离出故障区间，然后人工巡线排查。
[0006]2、通过故障指示器选段排查。
[0007]3、通过架空线故障查找设备定位排查。
[0008]方法一，费时费力，对于绝缘子、瓷瓶裂缝等隐蔽性故障很难有效快速发现。
[0009]方法二，对于接地故障，故障指示器准确性不高，只能测出故障区间，无法准确定位。
[0010]方法三，目前主流故障查找设备方法多为注入一定频率的电流信号，通过判断故障点前后信号参数的变化实现故障点精确定位，此方法存在高阻故障无法查找等缺点。
技术实现思路
[0011]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种基于双频信号的架空线故障定位方法及系统，可通过判断故障点前后信号参数的变化实现故障点精确定位。
[0012]本专利技术采用以下技术方案：
[0013]一种基于双频信号的架空线故障定位方法，包括步骤：
[0014]S1、对架空线输入双频交流信号；
[0015]S2、对当前架空线位置处的双频交流信号、工频干扰信号进行采集，以得到初始采集信号；
[0016]S3、对初始采集信号依次进行信号加窗、信号补零、傅里叶变换运算、幅值修正恢复计算、幅值滤波计算操作，以得到处理后信号；
[0017]S4、基于处理后信号计算当前架空线位置处的阻性电流、容性电流；
[0018]S5、基于故障定位模式确定总电流值计算公式，并基于总电流值计算公式、阻性电流、容性电流或者基于总电流值计算公式、处理后信号，计算得到当前架空线位置处的总电流值；
[0019]S6、针对架空线不同位置处重复执行步骤S1～S5，并基于阻性电流、容性电流、总电流值的变化情况，对故障进行定位。
[0020]作为优选方案，步骤S3中，对傅里叶变换运算结果进行幅值修正恢复计算，计算公式为：
[0021][0022][0023]其中，FFTout
f
表示对频率为f信号的傅里叶变换结果进行幅值修正恢复计算的结果，FFTout
2f
表示对频率为2f信号的傅里叶变换结果进行幅值修正恢复计算的结果，k
amp
表示幅值相等恢复系数，k
power
表示功率相等恢复系数，RMS
f
表示频率为f信号的幅值均方根值，RMS
2f
表示频率为2f信号的幅值均方根值。
[0024]作为优选方案，RMS
f
、RMS
2f
的计算公式分别为：
[0025][0026][0027]其中，FFTout
f
(i)表示频率在f上下预设范围内的第i个频率点的傅里叶变换运算结果，FFTout
2f
(i)表示频率在2f上下预设范围内的第i个频率点的傅里叶变换运算结果，(N+r)表示傅里叶变换运算结果的信号总点数，N表示初始采集信号的信号点数，r表示信号补零个数，width1+width2表示有效频率宽度。
[0028]作为优选方案，步骤S3中，所述幅值滤波计算操作，计算公式为：
[0029][0030][0031]其中，M为滑动滤波窗口宽度，FFTout'
f
表示FFTout
f
经过幅值滤波计算操作后的结果，FFTout'
2f
表示FFTout
2f
经过幅值滤波计算操作后的结果，经过幅值滤波计算操作后的结果，分别表示频率在f上下预设范围内的所有频率点中傅里叶变换运算结果的最大值和最小值，
分别表示频率在2f上下预设范围内的所有频率点中傅里叶变换运算结果的最大值和最小值。
[0032]作为优选方案，步骤S4中，阻性电流的计算公式为：
[0033][0034]其中，I
r
表示阻性电流值，k
2ftof
表示频率为f与频率为2f信号的预设比值系数。
[0035]作为优选方案，步骤S4中，容性电流的计算公式为：
[0036][0037]其中，I
c
表示容性电流值。
[0038]作为优选方案，步骤S5中，故障定位模式为低阻交流定位模式或高阻交流定位模式。
[0039]作为优选方案，低阻交流定位模式的总电流值计算公式为：
[0040][0041]其中，I
total
表示总电流值，I
distance
表示距离架空线既定位置计算的信号幅值，I
ref
表示既定位置的基准电流值参数。
[0042]作为优选方案，高阻交流定位模式的总电流值计算公式为：
[0043][0044]其中，I
total
表示总电流值，k表示校准系数，magnification表示增益值，k
sensor
表示磁阻传感器系数，r表示挂钩与线缆中心的距离，μ0表示真空磁导率。
[0045]还提供一种基于双频信号的架空线故障定位系统，基于上述的一种基于双频信号的架空线故障定位方法，包括依次连接的信号采集模块、信号处理模块、计算模块、故障定位模块，还包括信号发射模块；
[0046]信号发射模块，用于持续对架空线输出双频交流信号；
[0047]信号采集模块，用于对架空线相应位置处的双频交流信号、工频干扰信号进行采集，以得到初始采集信号；
[0048]信号处理模块，用于对初始采集信号依次进行信号加窗、信号补零、傅里叶变换运算、幅值修正恢复计算、幅值滤波计算操作，以得到处理后信号；
[0049]计算模块，基于处理后信号计算当前架空线位置处的阻性电流、容性电流；
[0050]计算模块，还基于故障定位模式确定总电流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双频信号的架空线故障定位方法，其特征在于，包括步骤：S1、对架空线输入双频交流信号；S2、对当前架空线位置处的双频交流信号、工频干扰信号进行采集，以得到初始采集信号；S3、对初始采集信号依次进行信号加窗、信号补零、傅里叶变换运算、幅值修正恢复计算、幅值滤波计算操作，以得到处理后信号；S4、基于处理后信号计算当前架空线位置处的阻性电流、容性电流；S5、基于故障定位模式确定总电流值计算公式，并基于总电流值计算公式、阻性电流、容性电流或者基于总电流值计算公式、处理后信号，计算得到当前架空线位置处的总电流值；S6、针对架空线不同位置处重复执行步骤S1～S5，并基于阻性电流、容性电流、总电流值的变化情况，对故障进行定位。2.根据权利要求1所述的一种基于双频信号的架空线故障定位方法，其特征在于，步骤S3中，对傅里叶变换运算结果进行幅值修正恢复计算，计算公式为：S3中，对傅里叶变换运算结果进行幅值修正恢复计算，计算公式为：其中，FFTout
f
表示对频率为f信号的傅里叶变换结果进行幅值修正恢复计算的结果，FFTout
2f
表示对频率为2f信号的傅里叶变换结果进行幅值修正恢复计算的结果，k
amp
表示幅值相等恢复系数，k
power
表示功率相等恢复系数，RMS
f
表示频率为f信号的幅值均方根值，RMS
2f
表示频率为2f信号的幅值均方根值。3.根据权利要求2所述的一种基于双频信号的架空线故障定位方法，其特征在于，RMS
f
、RMS
2f
的计算公式分别为：的计算公式分别为：其中，FFTout
f
(i)表示频率在f上下预设范围内的第i个频率点的傅里叶变换运算结果，FFTout
2f
(i)表示频率在2f上下预设范围内的第i个频率点的傅里叶变换运算结果，(N+r)表示傅里叶变换运算结果的信号总点数，N表示初始采集信号的信号点数，r表示信号补零个数，width1+width2表示有效频率宽度。4.根据权利要求2所述的一种基于双频信号的架空线故障定位方法，其特征在于，步骤S3中，所述幅值滤波计算操作，计算公式为：
其中，M为滑动滤波窗口宽度，FFTout'
f
表示FFTout
f
经过幅值滤波计算操作后的结果，FFTout'
2f
表示FFTout
2f
经过幅值滤波计算操作后...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁一，吴晓敏，张硕，李文国，龚方歆，彭苏庄，
申请(专利权)人：探博士电气科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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