[发明专利]一种暂态量保护的雷击故障识别方法

摘要

本发明涉及一种暂态量保护的雷击故障识别方法，属电力系统继电保护技术领域。本发明根据故障与非故障引起的电流行波波形特征的不同，用一条直线对故障后的行波进行线性拟合，根据拟合误差定义了波形一致性系数，通过波形一致性系数的大小来识别故障行波与非故障行波。本发明的理论基础较为直观，并通过大量的暂态仿真验证了本方法可靠、有效。而且该方法适用于一切暂态量保护的雷击干扰快速识别。

主权项

1.一种暂态量保护的雷击故障识别方法，其特征在于根据故障与非故障引起的电流行波波形特征的不同，用一条直线对故障后的行波进行线性拟合，根据拟合误差定义了波形一致性系数，通过波形一致性系数的大小来识别故障行波与非故障行波，本方法的具体步骤如下：(1)当输电线路发生故障或遭受雷击，在保护安装处检测到比较大的行波时，行波保护或暂态保护启动并记录下时间为3ms的行波过程；(2)通过模变换矩阵$T=\left[\begin{array}{ccc}1& 1& 1\\ 1& -1& 0\\ 0& 1& -1\\ -1& 0& 1\end{array}\right]$ 计算零模分量与线模分量；(3)寻找初始行波的起始位置，对4个模分量0αβγ进行小波变换得到各个尺度下的模极大值，选择d2尺度寻找模极大值的最大值，按照模极大值在时间上出现的先后顺序寻找大于模极大值的最大值0.5倍的模极大值，它对应的时间作为初始行波出现的时刻Tini；(4)比较零模分量与线模分量初始行波的能量，取各模量初始行波出现的时刻Ti前10μs和后90μs的数据，按$E_{\mathrm{nergy}}=\frac{1}{N}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{x}^2\left(i\right)}$ 计算其各模量行波的能量，式中x(i)表示离散的采样点，N为参与计算能量的采样点总数，零模的能量E0与线模能量最大值E1的比较值K的取值范围是2～5；(5)寻找初始行波能量最大的线模maero，用于下面的计算；(6)从线模maero的初始行波开始时刻Tini起，每100μs用式$A_{\mathrm{vr}}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}x\left(i\right)$ 计算一次行波的平均值，式中x(i)表示离散的采样点，N为100μs对应的采样点总数，这样可以得到n个平均值Avr(1)，Avr(2)...Avr(n)；(7)对n个平均值Avr(1)，Avr(2)…Avr(n)用直线y＝ax+b进行拟合，得到a和b；(8)用式$E_{\mathrm{nergy}}=\frac{1}{N}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{x}^2\left(i\right)}$ 计算n个平均值Avr(1)，Avr(2)…Avr(n)对应的能量Ea；(9)用式$E_{\mathrm{nergy}}=\frac{1}{N}\sqrt{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{x}^2\left(i\right)}$ 计算n个平均值与拟合直线y＝ax+b差值的能量，即Avr(1)-a-b，Avr(2)-2a-b...Avr(n)-na-b对应的能量Eb，定义Coeff＝(Ea-Eb)/Ea为波形一致性系数，波形一致性系数Coeff的范围为[0，1]；(10)Coeff＞Kc时所检测到的行波是故障行波，反之为非故障行波，Kc整定为0.4。