[发明专利]一种基于波形差异度和雷击故障样本库的雷击故障判别方法

摘要

本发明为一种基于波形差异度和雷击故障样本库的雷击故障判别方法，本方法为在输电线路发生故障时，行波测距装置记录故障波形，采用三次B样条小波计算得到故障初始行波到达时刻，选取故障初始行波到达后5ms的数据进行归一化处理，将归一化处理后的故障波形与雷击故障样本库中的各波形进行对比，并计算其波形差异度，若故障波形与雷击故障样本库中所有波形的差异度最小值小于设定阈值，即可判定故障类型为雷击故障；反之，则判定故障类型为非雷击故障。本发明相比于现有的雷击故障识别方法，无需现场巡线人员对故障点进行确认，且准确性高，简单有效。

主权项

一种基于波形差异度和雷击故障样本库的雷击故障判别方法，其特征在于：在输电线路发生故障时，行波测距装置记录故障波形，采用三次B样条小波计算得到故障初始行波到达时刻，选取故障初始行波到达后5ms的数据进行归一化处理，将归一化处理后的故障波形与雷击故障样本库中的各波形进行对比，并计算其波形差异度，若故障波形与雷击故障样本库中所有波形的差异度最小值小于设定阈值，即可判定故障类型为雷击故障；反之，则判定故障类型为非雷击故障；其步骤如下：(1)故障初始行波到达时刻的确定；采用三次B样条小波对故障初始行波数据x[n]进行小波变换，利用下式求取第一尺度下的高频分量D[n]；$D\left[n\right]=\underset{p=1}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}x[n-p]h\left[p\right];$式中h[p]为小波高通滤波器系数，h[p]＝[‑0.00008，‑0.01643，‑0.10872，‑0.59261,0.10872,0.01643,0.00008]；p为第p个采样点，n为第n个采样点，x[n]为故障初始行波数据；D[n]为x[n]在第一尺度下的小波系数；对D[n]求取偏导，若点m满足条件则q[m]＝D[m]；若点m满足条件则q[m]＝0；q[n]为小波模极大值序列；根据z＝max(q[m])求小波系数的模极大值点的最大值z；z对应的时刻设为n₁，即为故障初始行波到达时刻；(2)故障数据的归一化处理；选取故障初始行波到达后5ms的数据进行归一化处理$X\left[k\right]=\frac{x\left[k\right]}{x\left[n_1\right]};$式中，k＝n₁,n₁+1,…K，K为5ms内的数据点总数；(3)波形差异度的计算：输电线路发生故障以后，行波测距装置会积累一定的历史数据，通过查询实际的巡线记录并结合实际波形可以从历史故障数据中筛选出可以确定为雷击故障的数据，即可建立雷击故障样本库；故障波形与雷击故障样本库中所有波形的差异度计算公式如下：$P_{\mathrm{xy}}\left[i\right]=\frac{\underset{k=n_1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\left|X\right[k]-y_i[k\left]\right|}{K};$式中X[k]为归一化处理后的故障数据点，y_i[k]为雷击故障样本库中第i条数据，P_xy[i]为归一化处理后的故障波形与雷击故障样本库中各波形的波形差异度，K为5ms内的数据点总数；(4)雷击故障的判别；求归一化处理后的故障波形与雷击故障样本库中各波形的波形差异度P_xy[i]的最小值l＝min(P_xy[i])，设阈值雷击故障与非雷击故障的判据为：若则判定为雷击故障；若则判定为非雷击故障。