[發(fā)明專利]一種針對強故障的基于故障電壓初始行波幅值比較的D型線纜混合線路故障區(qū)段判別的方法

有效

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• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103323741A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束洪春;田開慶;張?zhí)m蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種針對強故障的基于故障電壓初始行波幅值比較的D型線纜混合線路故障區(qū)段判別的方法，屬于電力系統(tǒng)故障定位技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電網(wǎng)中架空線-電纜-架空線混合線路越來越多，混合線路發(fā)生強故障后，如何迅速準(zhǔn)確地確定故障區(qū)段成為擺在學(xué)者面前的一道難題。架空線路故障一般是瞬時性故障，啟動重合閘裝置對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運行有著十分重要的作用；而對于電纜故障，一般是永久故障，故障后啟動重合閘會對電纜產(chǎn)生再次損傷，不需要實現(xiàn)故障后重合閘操作。對于混合線路可能出現(xiàn)架空線路故障誤閉鎖重合閘或電纜線路故障誤啟動重合閘的情況，因此，混合線路發(fā)生強故障后，對故障區(qū)段進(jìn)行判別是非常有必要的。此外，由于架空線路和電纜線路的參數(shù)不同，故障行波在線路上的傳播速度不同，加之會在線纜連接點產(chǎn)生折反射，若不進(jìn)行故障區(qū)段的判別，傳統(tǒng)的行波故障定位方法將不再適用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為解決架空線-電纜-架空線混合線路故障區(qū)段的判別問題，本發(fā)明提出了一種針對強故障的基于故障電壓初始行波幅值比較的D型線纜混合線路故障區(qū)段判別的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種針對強故障的基于故障電壓初始行波幅值比較的D型線纜混合線路故障區(qū)段判別的方法，當(dāng)D型線纜混合線路發(fā)生強故障時，提取故障前后首末兩端短時窗內(nèi)的故障電壓數(shù)據(jù)并進(jìn)行相模變換，得到????????????????????????????????????????????????模分量；對兩側(cè)模分量進(jìn)行小波變換，得到對應(yīng)的模極大值；選取首端與末端故障初始行波模極大值的比值作為判據(jù)特征量，通過比較判據(jù)特征量和預(yù)先設(shè)置閥值的大小，進(jìn)行D型線纜混合線路故障區(qū)段的判別。

本發(fā)明所述方法具體步驟如下：

（1）D型線纜混合線路發(fā)生強故障后，分別截取線路首端和末端故障前后短時窗內(nèi)的各相暫態(tài)電壓波形，并進(jìn)行相模變換；

（2）選取三次B樣條小波作為小波基函數(shù)，對兩側(cè)模分量進(jìn)行小波變換，得到對應(yīng)的模極大值；

（3）利用相應(yīng)模極大值的大小來表征故障電壓初始行波的幅值，設(shè)在線路首端測得的故障電壓初始行波對應(yīng)的模極大值為，在線路末端測得的故障電壓初始行波對應(yīng)的模極大值為；

（4）選取首端和末端故障初始行波模極大值的比值作為判據(jù)特征量，通過仿真實驗，設(shè)置閥值k_set1和k_set2，將判據(jù)特征量k與閥值相比較，進(jìn)行D型線纜混合線路故障區(qū)段判別：

????若k>k_set2，則可以判別為是首端架空線故障；

若k_set1<k<?k_set2，則可以判別為是電纜故障；

若k<k_set1，則可以判別為是末端架空線故障。

測量D型線纜混合輸電線路兩端故障電壓行波時，數(shù)據(jù)采樣時間長度為2ms，采樣頻率為1MHz。

本發(fā)明的原理是：

1?、D型線纜混合線路不同區(qū)段發(fā)生故障，故障電壓行波的折反射情況

如圖5所示，D型線纜混合線路電纜段F點發(fā)生強故障，設(shè)故障電壓初始行波為，線纜連接點P、Q處的折射系數(shù)分別為和,則M、N量測端測得的故障電壓行波分別為=2，=2。其中，,,為架空線路波阻抗，為電纜波阻抗。令k=，將上式代入可得k=1，由于故障電壓行波在實際線路上傳播時會發(fā)生衰減和畸變，故k的值隨著故障位置的不同會在1附近擺動。

如圖6所示，D型線纜混合線路首端架空線F點發(fā)生強故障，設(shè)故障電壓初始行波為，線纜連接點P、Q處的折射系數(shù)分別為和,則M、N量測端測得的故障電壓行波分別為=2，=2。其中，,,為架空線路波阻抗，為電纜波阻抗。令k=，將上式代入可得k=>>1，由于N量測端測得的故障電壓行波經(jīng)過電纜，發(fā)生更加嚴(yán)重的衰減和畸變，使其幅值變得更小，則k變得更大。

如圖7所示，D型線纜混合線路末端架空線F點發(fā)生強故障，設(shè)故障電壓初始行波為，線纜連接點P、Q處的折射系數(shù)分別為和,則M、N量測端測得的故障電壓行波分別為=2，=2。其中，,,為架空線路波阻抗，為電纜波阻抗。令k=，將上式代入可得k=<<1，由于M量測端測得的故障電壓行波經(jīng)過電纜，發(fā)生更加嚴(yán)重的衰減和畸變，使其幅值變得更小，則k變得更小。

2、小波變換的奇異性檢測理論