[发明专利]基于故障暂态行波零模与线模速度差的配网故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网检测技术领域，具体地，涉及基于故障暂态行波零模与线模速度差的配网故障测距方法。

背景技术

现在配电网单相接地故障测距的行波方法主要有两类，一类是在首端注入诊断信号的方法；另一类是利用故障信号暂态分量的电气特征的测距方法，该类方法受互感器饱和、故障初相角、故障电阻及系统运行方式的影响较小，成为近年来研究的热点。利用故障信号暂态分量的电气特征的测距方法又可分为单端（A型）行波法和双端（B型）行波法。

其中，双端法对时间同步精度要求较高，且只能定位到主干线，对分支故障点无能为力，因此并不适用于多分支配电网。

单端行波法又细分为两种，第一种是利用故障行波初始波头到达首端的时间与该波头反射回故障点再由故障点返回首端的时间之差来定位故障的方法，第二种是利用零模行波和线模行波的速度差和到达测量端的时间差的单端行波法。

由于配电网具有分支较多，结构复杂等特点，首端检测到的故障行波中存在来自于其他节点的反射波，使得来自故障点的反射波头不易识别，因此，第一种行波法难以实际应用于配电网。第二种方法原理简单，只需要识别出行波的第一个波头，不需要反射波头且基本不受分支线路的影响，避免了以上方法的问题，此方法的关键问题在于零模波头到达时刻的准确标定及零模波速度的准确测定。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在适用范围小、及时性差和准确度低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出基于故障暂态行波零模与线模速度差的配网故障测距方法，以实现适用范围大、及时性好和准确度高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于故障暂态行波零模与线模速度差的配网故障测距方法，主要包括：

a、利用小波的奇异性检测原理，分别标定出线模波头和零模波头的到达时刻t1、t0，计算得到零模行波和线模行波到达测量端的时间差Δt：

Δt=t₀-t₁；

b、在仿真或现场测试中设定典型故障距离为S_k，使用步骤a的方法记录零模波头到达测量点的时刻为t_0k，得到故障距离S_k对应的零模波速度v_0k，得到一组关于故障距离s和零模检测波速度对应关系的数据，利用数据拟合得到故障距离s和零模检测波速度的解析表达式：

v₀=f(s)；

c、利用步骤b得到的解析表达式，得到故障距离的迭代公式，求得相应的故障距离。

进一步地，在步骤a之前，还包括：

对待测量装置接受到的故障行波暂态分量进行相模转换，均匀换位线路采用Karenbauer变换矩阵，提取出故障行波零模分量和1模分量。

进一步地，在步骤a中，小波选用具有1阶消失矩的3阶中心B样条小波，对故障行波进行8层小波分解，求出尺度3上的小波变换模极大值序列，第一个模极大值所对应的时刻即为行波波头到达时刻。

进一步地，在步骤b中，数据拟合采用基于最小二乘法的多项式拟合。

进一步地，所述步骤c，具体包括：

利用步骤b得到的解析表达式修改基于故障暂态行波零模分量和线模分量速度差与到达测量端时间差的单端故障测距公式：

S=v1v0Δtv1-v0;]]>

得到改进的单端故障测距公式：