[發明專利]一種帶容錯功能的輸電線路分布式故障定位方法

有效

• 申請號: 201410041394.5
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103823156A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉亞東;代杰杰;盛戈皞;申文;胡赟;江秀臣
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及輸電線路故障定位技術領域，具體是一種帶容錯功能的輸電線路分布式故障定位方法。

背景技術

高壓輸電線路是電力系統的大動脈，肩負著輸送電能的重任，是電力系統的重要組成部分。通常輸電線路都架設在無人看管的野外，途經山區、丘陵、江河等多種惡劣地理環境，其在運行的過程中經常會遇到雷雨、覆冰、強風等復雜的氣象條件，是電力系統中最容易發生故障的電力設備。快速、可靠、準確地進行故障定位，及時發現和處理絕緣隱患，可大大提高電網的可靠性和愈合能力。

目前輸電線路故障定位主要由行波法和故障分析法兩種，行波法由于定位原理簡單在電力系統中得到大量的應用。但是由于輸電線路故障行波的非線性衰減、線路噪聲、傳感器帶寬限制問題，使得傳統的故障電流行波測距系統在應用中還是存在一定的問題。近幾年先后有發明人提出分布式故障定位方法，如專利201110452999.X、201010300240.5和201010186103.3分別提出了不同的分布式故障定位方法，總體上看都是通過在輸電線路上分布式的安裝幾組故障檢測裝置，通過檢測線路上的故障行波來定位。但是由于故障行波的非線性衰減、相間行波幅值的差異、線路不通區域噪聲的差異和個別裝置異常，使得線路上各個檢測點不可能都同時測量到故障電流行波，一旦系統中某一個或者幾個裝置沒有觸發啟動或者出現異常時，都會導致測距失敗。

發明內容

為解決上述現有技術中的實際問題，本發明提出一種帶容錯功能的分布式故障定位方法，以解決系統中個別監測裝置異常時都可可靠的對線路故障進行定位。本發明系統由沿線安裝在高壓輸電線路上的若干組(每組3個，對應ABC三相)故障檢測裝置、無線通信模塊及遠程監控主站組成，如圖1所示。

本發明技術解決方案如下：

步驟S1，檢測并讀取每個檢測點的三相數據，檢測行波波頭。

故障電流檢測裝置用CT取電+備份電池組合供電的方式為裝置供電，并采用寬帶羅氏線圈提取故障時暫態電流行波，通過ZIGBEE短距離無線通信網絡將3相檢測裝置的數據匯聚到一起，并通過GPRS/CDMA/GSM遠程無線通信網絡將各檢測點數據傳至監控主站；

主要包括以下幾點：

1、讀取檢測點的三相數據。

若三相均無數據，則該檢測點為無效檢測點。

若有超過兩相有數據，則取各有效相均重合的時間段以及該時間段的數據來進行定位，即取各有效相最晚的起始時間和最早結束時間作為該檢測點的數據時間段。

2、行波波頭檢測。

使用三次樣條小波對檢測點各相的數據進行小波變換，并提取行波波頭信息，包括行波波頭極性及其到達時刻。

3、確定檢測點行波波頭到達時刻。

若檢測點只有一相是有效數據，則該相數據計算出的行波到達時刻即為該檢測點的行波到達時刻。

若檢測點有效數據超過一相，則以各相計算出的行波到達時刻的平均值作為該檢測點的行波到達時刻。

步驟S2，去除三相均無數據的無效檢測點，根據行波波頭信息，確定故障區間。

去除三相均無數據的無效點以后，根據各檢測點檢測到的行波到達時刻以及行波極性，判斷故障區間。設圖1是去除無效點以后的線路圖，在變電站M和N之間的線路上，有n組有效的行波電流檢測裝置。根據該n組電流行波檢測裝置檢測出的行波波頭信息，選出行波到達時刻最早的檢測點，設其為電流行波檢測點i。

當i=1時，若所有檢測點行波波頭極性一樣，即p₁＝p₂＝…=p_n，則故障發生在變電站M與檢測點1之間；若檢測點1和檢測點2的有效相行波極性相反，即p₁≠p₂＝p₃＝…=p_n則故障發生檢測點1和檢測點2之間。

當i=n時，若所有檢測點行波波頭極性一樣，即p₁＝p₂＝…=p_n，則故障發生在變電站N與檢測點n之間；若檢測點n和檢測點n-1的有效相行波極性相反，即p₁＝p₂＝…＝p_n-1≠p_n，則故障發生檢測點n和檢測點n-1之間。