[发明专利]一种输电线路故障定位方法

说明书

本发明公开了一种输电线路故障定位方法，首先提取测量点处的零模、线模电压行波信号；接着获取各零模、线模电压行波信号的首波头有效信号；然后计算各首波头有效信号中高频分量相对于故障初相角的参考相位；最终根据参考相位进行故障定位。本发明克服了传统行波法存在的问题，利用模量电压行波传播时相位的线性滞后原理进行故障定位，简单易实现。

技术领域

本发明属于电网故障定位技术领域，特别涉及了一种输电线路故障定位方法。

背景技术

随着我国交流输电建设的大力推进，自动精准的故障定位技术显得愈发重要。输电线路发生故障后往往影响的区域较配电线路更广，而且输电线路距离长，线路参数具有较明显的依频特性，使得故障定位难度较大。因此，精准、可靠、实用的故障定位方法对于快速排查故障，减少各方损失，维持系统稳定性具有重要作用。

目前，输电线路故障定位可分为：阻抗法、行波法以及智能方法。阻抗法利用故障距离与计算阻抗的关系进行故障定位，方法虽然简单，但是易受故障距离、电弧等因素的影响。智能法对于训练或者分类样本的要求使得其实际应用价值不高。行波法一般是通过检测初始暂态行波首波头到达线路测量点的时刻进行故障定位，其定位精度高、不受电弧等因素影响，应用越来越广。近年来，随着行波首波头检测技术、广域测量技术的发展，行波法又得到了进一步地发展。

现有技术提出了利用FIMD分解与Teager能量算子来辨识电流行波到达各测量点的时刻，该方法提高了以往利用小波或HHT识别行波首波头的精度，但是算法较为复杂。现有技术还提出了利用双端非同步模量行波到达时刻与故障距离的关系进行故障定位，该方法无需行波波速，且无需测量同步，但是模量行波首波头的到达时刻的辨识仍然存在一定问题。现有技术还提出了利用零模行波在线路上传播时高频分量幅值的衰减特性进行故障定位，该方法无需辨识行波到达时刻与波速，且对同步测量无要求，实施简单，但是幅值的准确提取仍然需要依靠神经网络训练校正，实用性大打折扣。因此，研究原理简单、实用性强、可靠性高的新型非同步行波故障定位方法不仅具有理论研究价值，而且对于工程实践具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种输电线路故障定位方法，克服传统行波法存在的问题，利用模量电压行波传播时相位的线性滞后原理进行故障定位，简单易实现。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种输电线路故障定位方法，包括以下步骤：

(1)输电线路发生故障后，分别提取输电线路两端的测量点A、B处的原始电压行波信号，然后对其进行相模变换，得到点A、B处的零模电压行波信号和线模电压行波信号；

(2)确定计算数据窗，根据计算数据窗分别获取步骤(1)得到的各零模电压行波信号和线模电压行波信号的首波头有效信号；

(3)提取步骤(2)得到的各首波头有效信号中频率为ω的高频分量，并计算各首波头有效信号中频率为ω的高频分量相对于故障初相角的参考相位；

(4)根据步骤(3)得到的参考相位进行故障定位。

进一步地，在步骤(2)中，计算数据窗的确定方法如下：

(21)找寻零模、线模行波信号的突变点，设测量点处采集的零模或线模行波信号向量为U₀＝[u₁,u₂,...,u_k-1,u_k,u_k+1,...,u_n]，其中n为信号总长度，若故障零模行波突变点为k，则应该同时满足如下两式：

上式中，u_k-2,u_k-1,u_k均不为零，ε为设定的阈值；