[发明专利]一种不依赖波头辨识的同塔双回输电线路单端行波故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不依赖波头辨识的同塔双回输电线路单端行波故障测距方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

同塔双回输电线路因其工程造价低、占用走廊宽度小、建设周期短、运行维护简单、经济效益显著等优点，因此得到了广泛的应用。当双回线路故障时，精确的故障

测距方法对快速准确查找故障点，迅速排除故障和及时恢复线路供电具有重要的现实意义。

同塔双回输电线路行波法故障测距不外乎单端法和双端法。双端行波测距方法设备投入多、要求数据采集同步、需进行数据交换通讯，而传统单端行波测距方法虽然实现简便，无需通讯通道传送对端信息，但需要对故障点反射波进行准确辨识，否则会导致测距结果不正确。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种不依赖波头辨识的同塔双回输电线路单端行波故障测距方法。

本发明的技术方案是：一种不依赖波头辨识的同塔双回输电线路单端行波故障测距方法 ，其特征在于：当同塔双回输电线路发生故障时，检测并记录各相电压行波数据；利用小波变换求取故障相电压行波模极大值，得到行波波头在时间轴上的分布；标定初始反极性行波波头（与故障初始行波极性相反的波头），将其对应时刻作为基准时刻来计算介于故障初始行波波头和初始反极性行波波头之间同极性行波波头（与故障初始行波极性相同的波头）反映的距离；同时，以故障初始行波到达时刻作为基准时刻计算介于故障初始行波波头和初始反极性行波波头之间同极性行波波头反映的距离；找出两组距离中相近或相同的两对距离，再利用测后模拟的方法判别出真实反映故障位置的距离。

具体实施步骤如下：

（1）当同塔双回输电线路发生故障时，检测并记录各相电压行波数据，利用小波变换求取故障相电压行波模极大值，得到行波波头在时间轴上的分布；

（2）记故障初始行波波头对应的时刻为                                                ，记初始反极性行波波头对应的时刻为，记介于故障初始行波波头和初始反极性行波波头之间同极性行波波头对应的时刻从左到右依次为、、……（n为同极性行波波头的个数）；以作为基准时刻，利用单端行波测距公式计算、、……反映的距离，记为=[、、……]；

同理，以作为基准时刻，利用单端行波测距公式计算、、……反映的距离，记为=[、、……]；

以、为例说明、的计算方法：

                              （1）

                              （2）

式中，为以作为基准时刻，反映的距离；为以作为基准时刻，反映的距离；为行波传播速度。

（3）找出、这两组距离中相近或相同的两对距离，分别求取每一对相近或相同距离的平均值作为可能的故障距离，记为、；

（4）在仿真模型中，分别假设线路距离量测端、处故障，记录量测端检测到的故障电压行波；求取模拟故障电压行波与实际电压行波的信号距离度；将较小信号距离度对应的距离判断为是真实反映故障位置的距离，记为。

本发明的原理是：

1、疑似故障距离的求取

同塔双回输电线路发生故障，量测端检测到的故障电压行波包含故障点发射波、健全线路反射波及故障初始行波经健全线路透射到量测端的行波，根据行波的折反射规律，这些波头皆与故障初始行波极性相同，不能利用极性来识别这几类行波，增加了传统单端行波测距的难度。

本发明不考虑健全线路的二次反射波，即，量测端母线其他健全出线的长度大于同塔双回输电线路长度的，则初始反极性行波反映的必然是同塔双回线路的长度，且与故障位置无关，其行波路径如图2所示，因此可将初始反极性行波的到达时刻作为基准时刻。以初始行波到达时刻作为基准时刻，按照权利要求2的步骤（2）计算得到一组距离；同理，以初始反极性行波到达时刻作为基准时刻，计算得到另一组距离。根据行波的传播路径，无论是在距离还是中，总存在反映首端M到故障点的距离和反映末端N到故障点的距离，即，在和这两组距离中能找出两对相近或相同的距离，求取每一对相近或相同距离的平均值作为疑似故障距离和。

2、利用信号距离度表征模拟故障电压行波和实测故障电压行波的差异性

离散模拟故障电压行波（记为）与实测故障电压行波（记为）的距离度定义为：

                           （1）