[发明专利]一种基于过电压波形特征的雷击过电压识别方法

说明书

一种基于过电压波形特征的雷击过电压识别方法，涉及电力技术领域，本发明通过对不同雷击过电压与一般短路故障过电压的暂态过电压波形进行相关分析，根据四种雷击过电压波形之间最小相似系数与平均相似系数区分出感应雷击干扰信号与直击线路故障信号，由于感应雷过电压波头一般为正极性，而直击雷过电压波头一般为负极性，因此根据感应雷与直击雷波头极性的差别作为辅助判据，增加识别判据的可靠性，对感应雷击故障与直击杆塔故障信号进行辨识，用过电压波形之间的相似系数来识别配电线路雷击干扰以及各种雷击故障具有非常好的识别效果，适合大范围的推广和应用。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于过电压波形特征的雷击过电压识别方法。

背景技术

已知的，在电力系统信号处理的研究中，相关分析主要应用于电能质量分析、电机故障诊断以及故障选线等研究领域。当配电线路遭受感应雷时，将会在三相线路上感应出大小相近、波形相似、极性一样的过电压，且过电压波形为正极性波，但相比于感应雷击未故障，感应雷击故障过电压波形幅值变小、三相电压之间的相似度降低，尤其是故障相与健全相之间的电压波形差异较大；如果发生直击线路故障，那么雷击线路过电压将呈现出幅值大、波头陡度大以及三相电压差异较大的特点，且最大的过电压波形为负极性波，相比于雷击线路过电压，雷击杆塔过电压的波头陡度稍缓、高频震荡强度较低、三相电压之间差异较小、变化趋势大体相同，但故障相与健全相的电压波形特征还是有较大的差异等。

因此，针对配电线路感应雷击未故障、感应雷击故障、直击线路故障以及直击杆塔故障过电压波形之间的特征差异，运用相关分析对各种雷击过电压进行有效识别就显得尤为重要，那么如何提供一种基于过电压波形特征的雷击过电压识别方法就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

发明内容

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种基于过电压波形特征的雷击过电压识别方法，本发明用过电压波形之间的相似系数来识别配电线路雷击干扰以及各种雷击故障具有非常好的识别效果。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种基于过电压波形特征的雷击过电压识别方法，所述雷击过电压识别方法具体包括如下步骤：

第一步、进行相关分析：

首先通过数据采样分析两个数字信号共有频率成分之间的相关性；

对于x(n)和y(n)为两个数字信号，其互相关公式定义为r_xy：

式中：N为数字信号的长度(采样点数)；Δt为两个数字信号的时间差，在进行相关分析时不考虑时间差问题，Δt为0；

数字信号x(n)和y(n)的均方根值为：

对数字信号相关运算进行归一化为：

定义互相关系数的相关值ρ_xy为：

其中ρ_xy的范围为[-1，+1]，+1表明数字信号之间完全正相关，即形状完全一样且方向相同；-1表明数字信号之间完全负相关，形状相同但方向相反；0表明数字信号之间完全不相关，相互独立；

第二步、基于相关分析的雷击过电压特征提取：

基于不同雷击过电压以及普通短路故障过电压波形特征之间的区别，利用三相过电压波形的相似性为特征量进行特征提取，相似性的计算公式如下：