[发明专利]基于行波固有频率提取的输电线路故障单端测距方法

权利要求书

1.一种基于行波固有频率提取的输电线路故障单端测距方法，其步骤为：

A、预处理故障录波装置从输电线路采集得到故障电流行波信号送入主机，经滤波处理后进行相模变换，根据被测输电线系统的故障类型，得到输电线路故障电流行波模信号x；

B、主成分频率提取采用多信号分类的谱估计方法，提取输电线路故障电流行波模信号x的固有频率主成分频率f₁；

C、单端测距

C1、根据被测的输电线系统的模型计算得到主成分频率f₁下的以下参数：

(1)特征阻抗矩阵Z_m，

Z_s和Y_s分别为故障电流行波主成分频率f₁下传输线路的模阻抗和模导纳；

(2)模波速v_n

先计算模波速矩阵V，

再根据式(2)的模波速矩阵V，求得模波速v_n：若故障类型为三相相间接地短路或两相相间接地短路时，模波速v_n＝v₃₃，若故障类型为单相接地短路时，模波速v_n＝(v₁₁+v₂₂)/2；

(3)故障点的反射系数矩阵Γ_f，

(4)测量端的反射系数矩阵Γ₁，

式(3)、(4)中，Y_f为故障点导纳矩阵，I为单位矩阵，Z₁为测量端等效阻抗矩阵，T为相模变换矩阵；

C2、故障测距

若C1中得到的故障点的反射系数矩阵Γ_f和测量端的反射系数矩阵Γ₁都为实数时，故障距离d根据以下(5)式计算：

否则，故障距离d根据以下(6)式计算：

式(6)中，θ₁、θ_f分别指测量端和故障点的反射角矩阵元素，反射角矩阵θ₁＝∠(Γ₁)，θ_f＝∠(Γ_f)，若故障类型为三相相间接地短路故障或两相相间接地短路故障时，θ₁＝[∠(Γ₁)]₂₂，θ_f＝[∠(Γ_f)]₂₂，若故障类型为单相接地短路故障时，θ₁＝[∠(Γ₁)]₃₃，θ_f＝[∠(Γ_f)]₃₃；

2.如权利要求1所述的一种基于行波固有频率提取的输电线路故障单端测距方法，其特征在于：所述的A步预处理中，根据被测输电线系统的故障类型，得到输电线路故障电流行波模信号x的具体做法是：

若故障类型为三相相间接地短路故障，选取被测输电线路故障电流行波信号的β模信号作为输电线路故障电流行波模信号x；

若故障类型为两相相间接地短路故障，选取被测输电线路故障电流行波信号的β模信号作为输电线路故障电流行波模信号x；

若故障类型为单相接地短路故障，选取被测输电线路故障电流行波信号的α模信号作为输电线路故障电流行波模信号x。