[发明专利]小电流接地系统输电线路单相接地故障的测距方法

摘要

本发明公开了一种小电流接地系统输电线路单相接地故障的测距方法，属于电力系统输电线路故障测距技术。采用包括上位机和下位机，及上位机和下位机之间通讯接口连接构成的系统，故障的测距过程包括：由数据采集器采集到的零序信号大于门槛值时，启动故障测距算法；对采集到的故障电压数据或故障电流数据进行高通滤波处理，滤除工频及以下低频谐波分量；计算经过滤波处理后的故障信号的周期指数，根据故障信号的周期指数确定线路故障点的距离。本发明的优点在于，能有效的排除负荷扰动对故障测距精度的影响，克服弧光非线性过渡电阻对故障测距准确度的影响，对扰动和噪声有较强的抑制能力；该故障测距算法易于应用到小电流接地系统故障测距中。

主权项

1.一种小电流接地系统输电线路单相接地故障的测距方法，该方法采用包括上位机工业控制机，下位机单板机，及上位机和下位机之间通讯接口连接构成的系统，所述的下位机包括故障报警功能，数据采集装置，设置灯光闪烁报警，音响报警和数码显示报警，数据装置的前置端装有较高精度的PT和CT，其特征在于包括以下过程：1)采用至少100kHz的数据采样频率，由数据采集器采集到的零序信号等于或大于门槛值5A时，启动故障测距算法；2)对采集到的故障电压数据或故障电流数据进行高通滤波处理，滤波器为一个4阶巴特沃斯高通滤波器，在滤波器中，系统采样频率fs＝100kHz，模拟量3dB截止频率fc＝350Hz，数字量3dB截止频率ωc＝2πfc/fs，预校畸变模拟滤波器截止频率${\Omega }_c=\frac{2}{T}\tan \left(\frac{{\omega }_c}{2}\right);$ 3)计算高通滤波处理过的故障信号的高频周期指数：经过滤波处理后的故障信号z(t)的高频周期指数按下列步骤进行计算：首先，由公式(1)计算故障信号z(t)，(t＝1，2，3…，n)的均值序列E(i)，(i＝1，2，3…n)：$E\left(i\right)=\frac{1}{i}\underset{t=1}{\overset{i}{\Sigma }}z\left(t\right),i\in [1,n]---\left(1\right)$ 式中，i为一时间间隔，在采样时间1到n之间取值，对于每一个不同的i可以得到信号z(t)的一个均值E(i)，i从1变到n，就得到一个序列E(1)，E(2)...E(i)...E(n)；其次，由公式(2)计算信号z(t)与均值序列E(i)的偏差和F(i，j)：$F(i,j)=\underset{t=1}{\overset{j}{\Sigma }}(z\left(t\right)-E\left(i\right)),j\in [1,i]---\left(2\right)$ 式中，j在时间间隔[1，i]内变化，偏差和F(i，j)是一个二元函数，因此序列F(i，j)组成一个i×j阶方阵；然后，由公式(3)计算故障信号的高频周期因子序列G(i)，(i＝1，2，3…n)：$G\left(i\right)=\underset{j\in [1,i]}{\max }F(i,j)-\underset{j\in [1,i]}{\min }F(i,j),i\in [1,n]---\left(3\right)$ 式中，时间间隔i在[1，n]内取值，而变量j在[1，i]内变化，最后，高频周期指数k由公式(4)定义，利用最小二乘法确定， y＝kx (4)式中， y＝lgG(i)) i∈[1，n] (5) x＝lg(i) i∈[1，n] (6)4)由高频周期指数k计算故障的距离，计算式为：$l=a\sqrt{k^3}---\left(7\right)$ 式中，l为输电线路的故障距离，单位是km，a为距离系数，对于架空线a＝512。