[发明专利]一种高压电力线路行波测距用故障点自动定位方法

说明书

技术领域

本发明属于信号检测技术领域，涉及一种高压电力线路行波测距用故障点自动定位方法。 

背景技术

行波法用于高压电力线缆故障测距时，由于其测距精度和稳定性不受过渡电阻及牵引负荷特点等造成的影响。并且由于行波的波速度较为稳定，使得行波测距法的测距精度可以得到保证，有可能消除线路测距中的多种偶然误差，真正得到故障定位稳定而精确的结果。因此，行波测距法在故障测距领域得到了越来越广泛的应用。行波测距法利用故障反射行波与初始行波的时刻差乘以波速确定故障点距离，因此对于行波波头到达时刻的准确判定也是进行行波故障测距定位的基础。

发明内容

针对以上情况，本发明的目的是提出一种采用新型行波波头自动定位，有效提高行波波头到达时刻定位精度，减小测距误差的高压电力线路行波测距用故障点自动定位方法。

本发明的技术方案：它包括故障反射行波波头与初始行波波头到达时刻差的确定方法、故障反射行波波头位置的确定、建立行波波速的标准数据库和故障点距离的计算，提取初始行波起始点特征值，利用波形相似性判定条件求取各故障反射行波起始点。

进一步：故障反射行波波头与初始行波波头到达时刻差的确定方法按照以下步骤进行：

第一步是对于故障行波波形测试数据进行频谱分析，根据频谱分析的结果，逐一提取能量值较大的频率段进行滤波，根据滤波结果选择需要提取的行波信号频率值；

第二步是根据频谱分析和滤波算法确定好的参数设定小波变换的重构参数，进行小波变换；

第三步是提取其模极大值，构建模极大值点的波形；

第四步是对于构建的模极大值点波形进行求导和绝对值运算，有效滤除掉行波信号中的干扰成分；

第五步是确定初始行波信号起始点；

第六步是提取初始行波起始点特征值，利用波形相似性判定条件求取各故障反射行波波头位置。

第七步是根据初始行波信号起始点位置与故障反射行波波头位置计算得到故障反射行波波头与初始行波波头到达时刻差。

进一步：故障反射行波波头位置的确定：利用了故障行波波头与初始行波波头形状的相似性来确定波头到达时刻，首先提取初始行波起始点的特征值作为判定条件，根据实际情况可选择多个特征值，然后提取初始行波信号以后每个数据点的特征值，当某一个数据点特征值与初始行波起始点特征值相符合时，判定为故障行波波头。

进一步：建立行波波速的标准数据库是：在不同温度、湿度和天气状况下，测试线路正常供电时的行波信号，根据所述的故障反射行波波头与初始行波波头到达时刻差的确定方法，确定线路末端反射行波波头与初始行波信号波头到达时刻差，然后利用已知线路距离除以线路末端反射行波波头与初始行波信号波头到达时刻差，得到不同温度、湿度和天气状况下的行波波速，构建行波波速的标准数据库。

进一步：故障点距离的计算：在进行实际测量时，首先根据所述的故障反射行波波头与初始行波波头到达时刻差的确定方法，计算得到故障反射行波波头与初始行波波头到达时刻差，然后根据测量时的温度、湿度和天气状况条件自动匹配标准数据库中对应条件下的行波波速值，以消除温度、湿度和天气状况引起的行波波速改变对于测距定位精度的影响，最后将故障反射行波波头与初始行波波头到达时刻差乘以行波波速，即得到故障点的距离。

进一步：所述的行波波速的标准数据库的建立方法是：在多种温度、湿度和天气状况下，采用行波传感器拾取线路正常合闸时经过行波传感器的初始信号和线路末端反射回来的行波信号，经A/D转换后传输给PC机或嵌入式系统，在PC机或嵌入式系统上依次采用频谱分析、小波分析、模极大值点法、求导和绝对值运算、相似性算法对行波信号进行处理，获取线路末端反射行波波头与初始行波波头到达时刻差△t，根据已知线路长度S，可以得到不同温度、湿度和天气状况下的行波波速V，记录下温度、湿度和天气状况值作为选择行波波速V时的判定条件，从而构建针对具体线路的行波波速标准数据库。

进一步：所述的特征值是指以下四种特征值定义中的一种或多种：

（1）自此数据点开始往后数第二个点的行波信号幅值与往后数第一个点的行波信号幅值之差除以自此数据点开始起往后数第一个点的行波信号幅值与此数据点的行波信号幅值之差所得的结果；

（2）此数据点的行波信号幅值与自此数据点开始往前数第一个点的行波信号幅值之差除以自此数据点开始往后数第一个点的行波信号幅值与此数据点的行波信号幅值之差所得的结果；