[发明专利]一种利用输电线路两端行波自然频率的故障定位方法

权利要求书

1.一种利用输电线路两端行波自然频率的故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将输电线路两端故障录波装置采集到的三相故障电流送入主机，根据线路的故障类型，分别选择对应的基准相并作相模变换，得到选择的模电流信号X_m、X_n并作滤波处理，其中，下标m表示该量为线路m端的参数，下标n表示该量为线路n端的参数；

步骤2：行波主自然频率的辨识采用原子分解算法，辨识线路两端故障电流行波模信号X_m、X_n的行波主自然频率分别为f_m、f_n；

步骤3：计算修正后的行波主自然频率f′_m、f′_n；

步骤4：以m端为参考端，计算故障距离占线路全长的比例p，

步骤5：根据计算出的故障距离占线路全长的比例及线路中各个杆塔所在的位置，确定与故障点最为接近的杆塔编号及其位置。

2.根据权利要求书1所述的利用输电线路两端行波自然频率的故障定位方法，其特征在于：所述的步骤2中，原子分解法提取行波主自然频率值的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：利用原子分解法处理待测模电流信号，得到信号中所包含的主要原子的匹配度与频率值幅值信息；

步骤2.2：根据主自然频率成分占待测信号能量最大特征，找到匹配度最大的原子，确定为行波自然频率主成分，其频率值为行波主自然频率值。

3.根据权利要求1所述的利用输电线路两端行波自然频率的故障定位方法，其特征在于：所述的计算修正后的行波主自然频率f′_m、f′_n，其具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：根据线路参数和主自然频率f_m、f_n计算对应频率下的特征阻抗矩阵Z_m、Z_n，和其中，Z_ms、Y_ms，Z_ns、Y_ns分别为故障行波主自然频率f_m、f_n下的传输线模阻抗和模导纳；

步骤3.2：计算线路m端的反射系数矩阵Γ_m和线路n端的反射系数矩阵Γ_n，Γm=-[I+T-1Z1mTZm-1][I-T-1Z1mTZm-1],]]>Γn=-[I+T-1Z1nTZn-1][I-T-1Z1nTZn-1];]]>

其中，I为单位矩阵，Z_1m、Z_1n分别为线路m端和n端的等效阻抗矩阵，T为相模变换矩阵；

步骤3.3：计算输电线路m端的修正系数μ_m和输电线路n端的修正系数μ_n，其中θ_m、θ_n指系统端的反射角矩阵元素，m端反射角矩阵为∠Γ_m，n端反射角矩阵为∠Γ_n，反射角矩阵均为三阶行列式；若故障类型为三相短路故障或两相短路故障，则θ_m=[∠Γ_m]₂₂，θ_n=[∠Γ_n]₂₂；若故障类型为单相接地故障，则θ_m=[∠Γ_m]₃₃，θ_n=[∠Γ_n]₃₃；

步骤3.4：计算线路m端的主自然频率经修正后的行波主自然频率f′_m，f′_m=μ_mf_m；

步骤3.5：计算线路n端的主自然频率经修正后的行波主自然频率f′_n，f′_n=μ_nf_n。