电网故障点定位方法技术

本发明专利技术公开了电力系统测控技术领域中的一种电网故障点定位方法。包括：在电网中安装行波测量单元；将各行波测量单元划分成不同的测量集合；当电网发生故障时，各行波测量单元分别同时测量设定时长的电压行波数据；在各测量集合内，确定行波波头在该测量集合中首先到达的行波测量单元；针对各测量集合内行波波头首先到达的行波测量单元，确定整个电网中行波波头首先到达的行波测量单元，该行波测量单元所在的测量集合即为故障点所在的测量集合；确定故障点所在的具体位置。本发明专利技术通过比较电网中相邻两个测量单元的电压行波数据波形的相似度最大值提取时差并计算故障点的位置，避免了测量波头最大值出现的漏检问题，提高了测量的准确度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统测控
，尤其涉及一种。技术背景由于电力系统输电线路规模庞大，网架结构覆盖地域广阔，当输电线路上发生短 路故障时，如何在广阔的电网中及时、准确定位故障点，为线路检修人员快速查找和排除故 障，以及为减少因电网停电造成的经济损失具有重要的意义。目前国内外用于电力系统输电线路故障定位的方法主要有两类阻抗法和行波 法。阻抗法需要建立输电线路的数学模型，通过采集故障时的电压和电流信号，利用 求解故障点的阻抗以及线路长度与阻抗的关系方程，进而求得故障点的距离。由于受到故 障点的过渡电阻、线路参数的精确度、电压和电流变换器误差等因素的影响，以及难以适用 于T型等接线结构复杂的线路，使得阻抗法存在测距误差大、适应能力差的缺点。行波法是根据行波传输理论进行故障测距的方法，当输电线路发生故障时，在故 障点会产生沿输电线路传播的暂态行波，其传播速度很快、接近光速，借助于GPS时标，通 过测量和计算故障时的电压或电流行波在线路上传播的时间，进而利用行波波速、传播时 间和距离的函数关系来计算故障点的位置。行波测距法的关键是要需要准确地识别来自故 障点的行波波头并确定其对应的时刻。目前的行波测距法都是通过检测行波波头最大值对应的时刻来提取行波到达测 量点的时间，在目前提取波头到达时刻信息的各种方法中，都是针对单一采样测量点的行 波信号进行分析，由于电网中故障类型的多样性、接地电阻的差异性和故障时刻的不确定 性等多种因素都会影响行波波头的特征，使得检测波头最大值对应的时刻存在较大的困难 和误差。同时，由于行波传播速度快，要想采样得到行波波头的最大值及其对应的时刻，需 要测量环节的采样频率非常快，过快的采样频率容易导致系统的抗干扰性能降低；另外，对 于有些跳变速度快、尖锐的行波波头，还有可能出现漏检的情况发生，导致测量计算结果的 严重失真。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种，用于克服目前使用的电网故 障点定位方法存在的不足。技术方案是，一种，其特征是所述方法包括步骤1 在电网中安装行波测量单元；步骤2 将各行波测量单元划分成不同的测量集合；步骤3 当电网发生故障时，各行波测量单元分别同时测量设定时长的电压行波 数据；步骤4 在各测量集合内，比较任意两个行波测量单元电压行波数据波形的相似度最大值，提取行波到达所述两个行波测量单元的时差，确定行波波头在该测量集合中首 先到达的行波测量单元；步骤5 针对各测量集合内行波波头首先到达的行波测量单元，比较任意两个行 波波头首先到达的行波测量单元的电压行波数据波形的相似度最大值，确定各测量集合内 行波波头首先到达的行波测量单元中，行波波头最先到达的行波测量单元，该行波测量单 元所在的测量集合即为故障点所在的测量集合；步骤6 确定故障点所在的具体位置。所述在电网中安装行波测量单元具体是在辐射形结构的电网中，当只有首端结点和末端结点时，在首端结点和末端结点 各安装1个行波测量单元；当除了首端结点和末端结点外，还有中间结点时，在首端结点和 末端结点各安装1个行波测量单元，并任选首端结点和末端结点之间的1个中间结点安装 行波测量单元；在环形结构电网中，在最长线路的首端结点和末端结点各安装1个行波测量单 元，当两个相邻环形结构电网共享公共线路时，以共享的公共线路为最长线路，再选取该最 长线路以外的任意1个结点安装行波测量单元。所述步骤4具体包括 步骤101 设定任意两个行波测量单元分别为行波测量单元A和行波测量单元B ；步骤102 行波测量单元A和行波测量单元B在设定时长t内测得的电压行波数 据分别为 ·Α(τ)、 ·Β(τ)，τ e ；步骤103 设定行波测量单元A相对于行波测量单元B的曲线顺序相似度函数为Rab(χ) = ￡ fA(τ-χ)·/Β(τ)· τ χ e ；同时设定行波测量单元B相对于行波测量单元A的曲线顺序相似度函数为Rba(χ) = ￡/Β(τ-χ)·/Α(τ)· τχ e ；步骤104 在时间段内，令Ramiax为Rab (Χ)中的最大值，Rb讓为Rba (Χ)中的 最大值；步骤105 判断Ra^max与Rba_mx的大小，如果IVmax > Rba^max则行波先到达行波测量 单元B，然后到达行波测量单元A，Ramiax对应的χ值为行波到达测量单元B后再到达行波测 量单元A的时差；如果RAB_mx < RBA_mx则行波先到达行波测量单元A，然后到达行波测量单 元B ；Rba-MX对应的Χ值为行波到达波测量单元A后再到达行波测量单元B的时差。本专利技术的效果在于，通过比较电网中相邻两个测量单元的电压行波数据波形的相 似度最大值来提取行波通过该两测量单元的时差，进而计算故障点的具体位置，避免了测 量波头最大值出现的漏检问题，提高了测量的准确度和可靠性。附图说明图1是流程图；图2是电网中行波测量单元安装示意图。具体实施方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性 的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。图1是流程图。图1中，本专利技术提供的 包括下列步骤步骤1 在电网中安装行波测量单元。图2是电网中行波测量单元安装示意图。图2中，将电网中的各个变电站视作电 网的结点，并用数字表示。在图2的电网结构中，共有11个变电站结点，分别为1、2、3、4、 5、6、7、8、9、10、11。各变电站结点之间已知的线路长度分别为=LU L2、L3、L4、L5、L6、L7、 L8、L9、L10、L11、L12、L13。一般电网结构可以分为两类辐射形和环形。环形的电网结构又可按照包含结点 的数量进行划分，分为3结点、4结点、5结点、6结点以上等环形电网结构。在图2的电网 结构中，从结点4到结点1为辐射形结构的电网；同时包含3个环形结构的电网，结点4、结 点5和结点6构成一个3结点环形结构的电网，结点4、结点6、结点7和结点8构成一个4 结点环形结构的电网，结点4、结点5、结点9、结点10和结点11构成一个5结点环形结构的 电网。在图2所示的电网中，安装行波测量单元具体是在结点4到结点1组成的辐射形 结构的电网中，在首端结点1和末端结点4各安装1个行波测量单元，分别为行波测量单元 Cl和C3，并任选首端结点1和末端结点4之间的1个中间结点3安装行波测量单元C2。在 辐射形结构的电网中，如果只有首端结点和末端结点，则只在首端结点和末端结点上各安 装1个行波测量单元即可。在环形结构电网中，在最长线路的首端结点和末端结点各安装1个行波测量单 元，当两个相邻环形结构电网共享公共线路时，以共享的公共线路为最长线路，再选取该最 长线路以外的任意1个结点安装行波测量单元。图2中，结点4和结点5之间组成的线路 以及结点4和结点6之间组成的线路成为3个环形结构电网的共享公共线路，因此，分别在 结点4、结点5和结点6上安装行波测量单元。结点4已有行波测量单元C3，结点5和结点 6上的行波测量单元分别为C4和C6。选取最长线路(共享公共线路)以外的任意1个结 点安装行波测量单元，即图2中，选取结点7和结点10安装行波测量单元C7和C5。步骤2 将各行波测量单元划分成不同的测量集合。各行波测量单元按照电网结构划分测量集合。在图2中，将安装在辐射形结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网故障点定位方法，其特征是所述方法包括：步骤１：在电网中安装行波测量单元；步骤２：将各行波测量单元划分成不同的测量集合；步骤３：当电网发生故障时，各行波测量单元分别同时测量设定时长的电压行波数据；步骤４：在各测量集合内，比较任意两个行波测量单元电压行波数据波形的相似度最大值，提取行波到达所述两个行波测量单元的时差，确定行波波头在该测量集合中首先到达的行波测量单元；步骤５：针对各测量集合内行波波头首先到达的行波测量单元，比较任意两个行波波头首先到达的行波测量单元的电压行波数据波形的相似度最大值，确定各测量集合内行波波头首先到达的行波测量单元中，行波波头最先到达的行波测量单元，该行波测量单元所在的测量集合即为故障点所在的测量集合；步骤６：确定故障点所在的具体位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董清，颜湘武，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：13