[發明專利]一種基于故障指示器的行波—阻抗法雙端帶支路配電網故障定位方法

有效

• 申請號: 201810699212.1
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108627741B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 鄒祁武;胡金磊;孫云蓮;葉良鵬;唐小亮;謝信霖;付斌;余軍偉;陳逸欽;劉旺;徐飛雄;王玲;吳瑩;盧玨
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司清遠英德供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明提出一種基于故障指示器的行波—阻抗法雙端帶支路配電網故障定位方法，利用基于GPS同步對時的雙端行波法和單端阻抗法相結合，配合故障指示器，故障發生時如果支路上故障指示器沒有報警，則說明故障位于主線路上，利用雙端行波法進行定位，如果故障指示器報警，說明故障位于該條支路上，利用單端阻抗法進行定位，可以精確判斷出故障位于主線路或者支路上的位置。雙端行波法波頭識別采用一種新算法：MRSVD分解算法加teager能量算子，可以精確確定行波波頭到達時刻。該方法解決了雙端行波法不能確定支路故障的問題，同時保證了測量的高精度，新的波頭識別算法克服了傳統小波法和希爾伯特黃變換法的不足，具有很高的實用價值。

技術領域

本發明屬于電氣二次系統領域，特別涉及一種基于故障指示器的行波—阻抗法雙端帶支路配電網故障定位方法。

背景技術

輸電線路故障測距技術是電力系統發展過程中的一個研究熱點。線路故障后快速、準確的故障定位可以幫助工作人員分析故障原因，及時排除故障恢復供電，減少巡線所需花費的時間和精力，降低停電造成的社會經濟損失。近年來，國內外專家學者提出了許多故障定位的原理和算法，有的已經制成裝置，但測距精度仍有待進一步提高。因此，研究輸電線路故障測距具有重要的現實意義。

近年來，行波法在輸電線路故障測距中得到了廣泛的應用。行波法根據信息來源可分為單端行波法和雙端行波法。單端行波法在線路的一側設置檢測元件，利用故障行波波頭從測量點到故障點往返一次的時間差和行波波速計算故障位置。雙端行波測距是利用故障初始行波到達線路兩端檢測點的時間差和波速計算故障位置。單端行波法需要考慮行波的折反射、母線端的出線數等因素，故障行波的反射波由于衰減有時檢測困難，易導致定位失敗。雙端行波法僅使用故障初始行波，易于檢測，準確度高，但兩端測量點需要配備通信通道，且要求時鐘高度同步。全球定位系統技術及GPS時鐘修正技術的發展，使得時間同步精度已達到納秒級，從故障測距的可靠性、準確性出發，一般采用雙端行波法。雙端行波法的關鍵之一是準確記錄電流或電壓行波到達線路兩端的時間。當前行波檢測方法主要有小波變換(Wavelet Transform，WT)和希爾伯特黃變換(Hilbert-Huang Transform，HHT)兩種。故障產生的行波是一種非平穩變化的高頻信號，小波法利用小波模極大值理論對故障信號進行奇異性檢測，確定行波波頭到達檢測點的時間，取得了一定成果。但是，小波變換需要根據具體的信號選擇合適的小波基和分解尺度，否則難以達到滿意的效果。希爾伯特-黃變換是一種自適應的信號時頻分析方法，其計算過程包括經驗模態分解和希爾伯特變換兩步。首先通過經驗模態分解將分析信號分解為一組平穩分量，然后再利用希爾伯特變換計算各分量的瞬時頻譜。瞬時頻譜上的首個突變點即故障初始行波到達檢測點的時刻。HHT方法與WT方法相比，在實際應用中故障定位效果要好。然而，HHT方法理論上存在過包絡、欠包絡及模態混疊現象等不足，這些會在一定程度上對準確檢測行波波頭到達時刻造成影響。

針對帶分支的雙端配電網絡，雙端行波法不能確定故障是否位于支路上，也不能確定故障位于哪條支路上。如果故障位于支路上，雙端行波法不能確定故障的具體位置。則當長距離輸電線路帶多個分支時，雙端行波法對于支路故障的處理識別是乏力的。

行波波速也是影響行波測距精度的關鍵之一。行波波速與輸電線路參數、頻率等關系密切，不同故障條件下故障行波的中心頻率有所不同，再加上環境等外界因素的影響，波速是一個不確定的量。在應用中采用光速或近似光速的值，必然會造成定位誤差。有方法利用故障初始行波和故障點反射波到達母線的時間消除行波波速的影響，或者利用故障初始行波、故障點反射波和對端母線反射波到達母線的時間消除波速的影響，此類方法通過檢測故障點反射波或對端母線反射波來進行故障測距，當反射波衰減至無法測量或不存在反射波時，定位失敗。

針對上述問題，本文提出一種新的針對雙端帶分支配電網輸電線路故障定位技術方法。

發明內容