基於故障暫態與穩態信號波速差的輸電線路單端定位方法
2023-12-03 01:48:01 1
基於故障暫態與穩態信號波速差的輸電線路單端定位方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於故障暫態與穩態信號波速差的輸電線路單端定位方法，根據不同的故障類型選擇不同的相作為基準相，對輸電線路故障電流行波信號進行相模變換，得到用於故障定位的故障電流行波模信號；對模信號進行連續小波變換，提取暫態初始行波波頭小波變換係數的模極大值及其對應時刻，以及穩態信號對應尺度上的小波變換係數的模極大值及其對應時刻，根據兩者的傳播速度差綜合計算輸電線路的故障距離。該方法利用故障穩態信號與暫態信號的傳播速度差，通過小波變換準確的確定對應頻率的傳播速度，從而能夠準確地計算出輸電線路的故障距離。
【專利說明】基於故障暫態與穩態信號波速差的輸電線路單端定位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統中輸電線路故障單端定位方法。
【背景技術】
[0002]行波故障定位方法具有定位準確性、可靠性高、穩定性好以及受故障電阻的影響小等優點。目前，行波故障定位方法有基於雙端電氣量的故障行波定位方法及基於單端量的故障行波定位方法。其中，基於雙端電氣量的故障行波定位方法由於需要利用雙端數據，因而需要增加時間同步裝置，這樣不僅增加了故障定位的經濟成本同時降低了定位系統的可靠性；而目前基於單端量的故障行波定位方法需要利用初始行波和反射波的到達時間確定故障具體，因此其定位的精度受到行波波頭到達時間的檢測以及行波傳播速度的影響，同時現有方法中反射行波波頭的識別是制約單端行波定位方法可靠性的主要因素。因此若能只利用行波初始波頭的相關信息來確定故障距離而避免反射行波波頭的識別將大大地提高單端行波定位方法的可靠性。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種基於故障暫態與穩態信號波速差的輸電線路單端定位方法，該方法只需測量初始行波，不需測量故障反射波，提高了定位準可靠性，操作簡單，可行性高。
[0004]本發明為解決其技術問題，所採用的技術方案為:一種基於故障暫態與穩態信號波速差的輸電線路單端定位方法，其步驟為:
[0005]A、數據採集與預處理
[0006]故障錄波裝置從輸電線路以採樣率Fs採集A、B、C三相的電流信號ia(t)、ib(t)、ic(t)傳送至故障定位裝`置，其中t表示採樣時刻；故障定位裝置將電流信號ia(t)、ib(t)、ic(t)濾波處理後，根據被測輸電線路的故障類型，選擇相應的相作為基準相，對故障電流信號利用Karenbauer (卡倫包爾)矩陣進行相模變換，得到用於故障定位的輸電線路電流的I模信號x(t);
[0007]B、定位信號的提取
[0008]B1、暫態行波信號的提取
[0009]選取小波基的中心頻率為f。，分解尺度ai=2f。對輸電線路電流的I模信號X⑴進行連續小波變換，獲得小波變換係數C1 (t)，在小波變換係數C1 (t)上提取暫態行波初始波頭模極大值對應的時刻^ ;小波變換係數C1U)對應的頻率Fl=Fs/2即為定位用的暫態行波信號的頻率；
[0010]B2、穩態信號的提取
[0011]選取小波基的中心頻率為f。，選取小波變換的分解尺度a2=Fs.fc/50對輸電線路電流的I模信號x(t)進行連續小波變換，獲得小波變換係數C2 (t);在小波變換係數C2 (t)上提取穩態信號模極大值對應的時刻t2;小波變換係數C2 (t)對應的頻率F2=50Hz即為定位用的穩態信號的頻率；[0012]C、單端故障定位
[0013]Cl、根據輸電線路的模型分別計算得到定位用的暫態行波信號的模波速度矩陣V1和定位用的穩態信號的模波速度矩陣V2:
【權利要求】
1.一種基於故障暫態與穩態信號波速差的輸電線路單端定位方法，其步驟為: A、數據採集與預處理 故障錄波裝置從輸電線路以採樣率Fs採集A、B、C三相的電流信號ia(t)、ib(t)、ic(t)傳送至故障定位裝置，其中t表示採樣時刻；故障定位裝置將電流信號ia(t)、ib(t)、ic(t)濾波處理後，根據被測輸電線路的故障類型，選擇相應的相作為基準相，對故障電流信號利用Karenbauer (卡倫包爾)矩陣進行相模變換，得到用於故障定位的輸電線路電流的I模信號x(t); B、定位信號的提取 B1、暫態行波信號的提取 選取小波基的中心頻率為f。，分解尺度afZf。對輸電線路電流的I模信號X (t)進行連續小波變換，獲得小波變換係數C1 (t)，在小波變換係數C1 (t)上提取暫態行波初始波頭模極大值對應的時刻h ;小波變換係數C1U)對應的頻率Fl=Fs/2即為定位用的暫態行波信號的頻率； B2、穩態信號的提取 選取小波基的中心頻率為f。，選取小波變換的分解尺度a2=Fs.fc/50對輸電線路電流的I模信號X (t)進行連續小波變換，獲得小波變換係數C2 (t);在小波變換係數(:2(0上提取穩態信號 模極大值對應的時刻t2;小波變換係數C2 (t)對應的頻率F2=50Hz即為定位用的穩態信號的頻率； C、單端故障定位 Cl、根據輸電線路的模型分別計算得到定位用的暫態行波信號的模波速度矩陣V1和定位用的穩態信號的模波速度矩陣V2:
2.如權利I所述的基於故障暫態與穩態信號波速差的輸電線路單端定位方法，其特徵在於:所述的步驟A中根據被測輸電線路的故障類型，選擇相應的相作為基準相的具體做法是: 若故障類型為三相短路故障，選擇A相作為相模變換的基準相； 若故障類型為AB兩相短路故障、AB兩相接地短路故障或C相接地故障，選擇A相作為相模變換的基準相；若故障類型為BC兩相短路故障、BC兩相接地短路故障或A相接地故障，選擇B相作為相模變換的基準相； 若故障類型為CA兩相短路故障、 CA兩相接地短路故障或B相接地故障，選擇C相作為相模變換的基準相。
【文檔編號】G01R31/08GK103777115SQ201410050373
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月13日 優先權日:2014年2月13日
【發明者】林聖 , 鄧瑜佳, 何正友, 李小鵬 申請人:西南交通大學