[发明专利]基于重合闸零模行波突变的配电网不对称故障定位方法

说明书

本发明公开了一种基于重合闸零模行波突变的配电网不对称故障定位方法，首先，通过安装在线路首端的行波采集装置记录重合闸时刻和相应的重合闸电压行波；其次，对重合闸电压行波相模变换，选取适用于电力系统故障暂态分析的母小波作为小波基，对零模电压进行离散小波变换，根据零模电压突变时刻识别故障点反射行波；再次，根据重合闸时刻和故障点反射行波到达时刻，结合零模波速度，求得故障距离；然后，根据故障距离判断可能故障分支，提取分支两端同步相量测量单元的零序电流，根据零序电流的方向确定故障分支，实现故障定位。本发明可以实现配电网不对称故障的单端量定位并且所需采样频率较低，满足工程的实用性要求。

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及结构复杂配电网的故障定位领域，具体涉及一种基于重合闸零模行波突变的配电网不对称故障定位方法。

背景技术

我国中低压配电网广泛采用中性点非有效接地的方式运行，包括不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地三种方式。这种系统发生接地故障的几率较高，需要尽快定位故障点。研究精确快速的配电网不对称故障定位方法，有利于加快故障清除和供电恢复，减少停电损失，对整个电力系统的安全经济运行具有重要意义。然而，目前中低压配电网的故障定位并未很好地解决。由于配电线路结构复杂、分支点多、线路较短，故障后行波的折反射剧烈，波头不易识别。传统行波法利用故障时故障点产生的暂态行波进行故障定位，包括基于反射波法和基于模量波速差法。但行波在传播过程中会发生衰减和畸变，有效识别行波较为困难。其中，单端法易受分支点或线路末端行波折反射的影响，检测故障点反射行波时遇到困难。双端法没有上述缺点，只需要两端的初始行波，但是需要时间同步，并且在配电网的所有终端安装定位装置不符合经济要求。对于结构复杂的配电网络，从经济性和实用性的方面考虑，应采用单端行波法进行故障定位。单端测量点测到的行波包括故障点、分支点和线路末端等多重折反射波的叠加，分支点和线路末端反射的行波会混淆从故障点反射行波的识别。当架空线路上发生故障时，由于多为瞬时性故障，要求投入重合闸，有利于减小瞬时故障的影响，缩短停电时间，使用重合闸行波进行故障定位能够最大程度减小瞬时性故障引起的停电损失，并且对于永久性故障能够实现精确故障定位。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种基于重合闸零模行波突变的配电网不对称故障定位方法，能够在多分支短线路的结构复杂配电网中，实现精确故障定位，以加快故障清除和供电恢复，减少停电损失，保证电力系统的安全经济运行。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于重合闸零模行波突变的配电网不对称故障定位方法，能够实现配电网中单相接地、两相接地、两相短路的不对称故障定位，适用于架空线路、电缆线路或架空电缆混合线路多种线路类型；其具体步骤如下：

步骤1：当线路发生故障时，断路器重合闸后在线路上产生的暂态行波称为重合闸行波；通过安装在线路首端的行波采集装置记录重合闸时刻和相应的重合闸电压行波；

步骤2：对重合闸电压行波进行相模变换解耦，提取零模电压，消除工频量；u_a、u_b、u_c为三相电压，u₀为经过变换后的零模电压，u₁、u₂为经过变换后的线模电压；采用克拉克Clarke变换，其变换式为；

步骤3：选取适用于电力系统故障暂态分析的母小波作为小波基处理故障信号；对连续小波变换进行离散化，从而实现小波变换的有效性；将尺度因子和时间平移因子离散化，对零模电压进行离散小波变换，得到零模电压突变时刻；

步骤4：根据零模电压突变时刻识别故障点反射电压行波，记录故障点反射电压行波到达时刻；将重合闸时刻t₀和故障点反射电压行波到达时刻t₁，结合当前线路中的零模波速度v，代入测距公式(2)求得故障距离L；