[发明专利]一种基于边缘检测的输电线路短路故障定位方法

权利要求书

1.一种基于边缘检测的输电线路短路故障定位方法，其特征在于，包括步骤：对故障起始时刻t进行标定：利用Canny算子求取去工频暂态波形的Canny能量谱；计算Canny能量谱阈值及标定出目标信号的故障起始时刻t，依据所述标定步骤，计算出输电线路的两端的暂态信号分别到达信号测量点的时间差，利用双端测距公式进行故障定位；

其中，通过去除雷击或短路故障的暂态波形中的工频分量得到所述去工频暂态波形；

所述输电线路遭雷击或发生短路故障时，测量得到所述输电线路附近或变电站内的三相暂态波形[x_a(n)，x_b(n)，x_c(n)]，所述三相暂态波形[x_a(n)，x_b(n)，x_c(n)]为选自下列物理量的波形：电压、电场、电流或者磁场，变量n表示测量期间的任意时刻点，或测量得到所述输电线路附近或变电站内的单相、两相或多于三相的多相暂态波形；

将所述三相暂态波形[xa(n)，x_b(n)，x_c(n)]分别减去同相位的三相工频波形，得到不含工频信号的去工频三相暂态波形[g_fa(n)，g_fb(n)，g_fc(n)]，选取所述去工频三相暂态波形[g_fa(n)，g_fb(n)，g_fc(n)]中一相波形作为待分析暂态波形g_f(n)，或将所述单相暂态波形减去同相位的单相工频波形，得到不含工频信号的去工频单相暂态波形，选取所述去工频单相暂态波形作为待分析暂态波形g_f(n)，或将所述两相暂态波形减去同相位的两相工频波形，得到不含工频信号的去工频两相暂态波形，选取所述去工频两相暂态波形中一相波形作为待分析暂态波形g_f(n)，或将所述多于三相的多相暂态波形减去同相位的多于三相的多相工频波形，得到不含工频信号的多于三相的多相去工频暂态波形，选取所述多相去工频暂态波形中一相波形作为待分析暂态波形g_f(n)，所述待分析暂态波形g_f(n)即为所述去工频暂态波形；

在所述去工频两相暂态波形，去工频三相暂态波形[g_fa(n)，g_fb(n)，g_fc(n)]或多于三相的多相去工频暂态波形中，选取幅值变化最大的一相波形作为所述待分析暂态波形g_f(n)；

所述利用Canny算子求取去工频暂态波形的Canny能量谱包括：采用Canny算子计算待分析暂态波形g_f(n)的Canny值C_can(k)：

其中，所述待分析暂态波形g_f(n)为数组形式，N为g_f(n)的数组长度或采样点个数，取值是5000～1000000中的正整数，W＝3σ，σ是Canny算子的窗口长度，取值是1～1000中的正整数，i和k为整数，Canny算子f_canny(x)的表达式为：

再计算待分析暂态波形g_f(n)的Canny能量谱E_Can(k1)：

k1为整数；

所述计算Canny能量谱阈值及标定出目标信号的故障起始时刻包括：将Canny能量谱E_Can(k1)按照大小排序，并分为m组能量谱值，且m是2～N中的任意正整数；设i1为正整数且i1≤m，第i1组能量谱值中所含能量元素个数为n_i1，平均值为s_i1，第i1组能量谱值出现的概率p_i1为：

然后计算类间方差i2为正整数且i2∈[2，m]，其中，ω₁(i2)和ω₂(i2)为概率且满足：

μ₁(i2)和μ₂(i2)为类间均值且满足：

其中，j1，j2，j3和n_i1为正整数，再确定所述类间方差的值为最大时的i2，并取预期阈值s_k*为第i2组能量谱值的平均值，在Canny能量谱E_Can(k1)中，第一个大于所述预期阈值s_k*的Canny能量值E_Can(k1)对应的时刻点即为所述目标信号的故障起始时刻t。