[发明专利]基于形态学的架空输电线路高阻抗故障分析方法及系统

权利要求书

1.一种基于形态学的架空输电线路高阻抗故障分析方法，其特征在于，包括：

步骤1：检测输电线路因发生高阻抗故障而产生的初始电流行波，通过形态学滤波器处理所述初始电流行波中的暂态信号以获取其有效特征量，并据此确定所述初始电流行波到达所述输电线路两端的继电器的时间和极性；

步骤2：根据所述初始电流行波到达所述输电线路两端继电器的时间和极性，确定所述输电线路的故障区域、故障类型和故障相。

2.如权利要求1所述的基于形态学的架空输电线路高阻抗故障分析方法，其特征在于，所述形态学滤波器根据所述暂态信号的变化斜率确定所述初始电流行波的极性，当所述暂态信号的变化斜率为正时，其膨胀信号超前于其腐蚀信号，当所述暂态信号的变化斜率为负时，其膨胀信号滞后于其腐蚀信号，当所述暂态信号没有变化时，其膨胀信号与其腐蚀信号同相位。

3.如权利要求1所述的基于形态学的架空输电线路高阻抗故障分析方法，其特征在于，所述输电线路两端的继电器接收到的初始电流行波信号通过相模转换得到各模态分量，所述步骤2中通过对各模态分量的分析确定所述输电线路的故障类型和故障相。

4.如权利要求3所述的基于形态学的架空输电线路高阻抗故障分析方法，其特征在于，所述各模态分量包括M_A0、M_Aα、M_Aβ、M_Aγ和M_B0、M_Bα、M_Bβ、M_Bγ，其中，M_A0表示其中一个继电器中初始电流行波经相模转换得到的0模分量，M_Aα、M_Aβ、M_Aγ为相应线模分量，M_B0为另一个继电器中初始电流行波经相模转换得到的0模分量，M_Bα、M_Bβ、M_Bγ为相应线模分量，设i_a,、i_b、i_c分别为所述输电线路的A、B、C三相的初始电流信号，所述输电线路的接地阻抗为0Ω，则矩阵表达式为：

所述输电线路上发生A相短路接地故障的边界条件为v_a为A相的初始电压信号，则当满足时，判定所述输电线路上发生A相短路接地故障；

所述输电线路上发生AB两相短路故障的边界条件为则当满足时，判定所述输电线路上发生AB两相短路故障；

所述输电线路上发生ABG两相短路接地故障的边界条件为则当满足时，判定所述输电线路上发生ABG两相短路接地故障。

5.如权利要求1所述的基于形态学的架空输电线路高阻抗故障分析方法，其特征在于，若到达所述输电线路两端的继电器的初始电流行波中，前行波电流和反行波电流均存在，则判定所述故障发生在两继电器之间的保护线段区域内，否则，判定所述故障发生在所述区域之外。

6.一种基于形态学的架空输电线路高阻抗故障分析系统，其特征在于，包括：

初始电流行波分析模块，用于检测输电线路因发生高阻抗故障而产生的初始电流行波，通过形态学滤波器处理所述初始电流行波中的暂态信号以获取其有效特征量，并据此确定所述初始电流行波到达所述输电线路两端的继电器的时间和极性；

故障确定模块，用于根据所述初始电流行波到达所述输电线路两端继电器的时间和极性，确定所述输电线路的故障区域、故障类型和故障相。

7.如权利要求6所述的基于形态学的架空输电线路高阻抗故障分析系统，其特征在于，所述形态学滤波器根据所述暂态信号的变化斜率确定所述初始电流行波的极性，当所述暂态信号的变化斜率为正时，其膨胀信号超前于其腐蚀信号，当所述暂态信号的变化斜率为负时，其膨胀信号滞后于其腐蚀信号，当所述暂态信号没有变化时，其膨胀信号与其腐蚀信号同相位。