[發明專利]基于行波能量變化特性的高壓輸電網混聯線路故障測距方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 202011224506.2
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112540260A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 戴鋒;張濤;劉豐;劉貞瑤;謝偉;陳軒;郭嶸;康宇斌
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司檢修分公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識產權代理事務所(普通合伙) 32264
• 代理人: 陳臣

本發明公開了一種基于行波能量變化特性的高壓輸電網混聯線路故障測距方法、裝置及系統，包括獲取線路兩端測點的故障零模電壓行波信號和零模電流行波信號；基于故障零模電壓行波信號和零模電流行波信號提取頻率為ω的行波信號分量，得到零模電壓行波分量和零模電流行波分量；計算出線路兩端測點的行波能量；基于行波能量，以及故障區段定位判據，確定出故障區段；獲取與該故障區段對應的故障點計算公式，將線路兩端測點的行波能量和該故障區段對應的相關物理參數代入故障點計算公式，計算出故障點的準確位置。本發明僅需要提取故障初始行波波頭，無需同步系統的支持，無需獲取行波波速，避免高壓遠距離輸電中信號同步誤差和波速變化對故障區段判別的影響。

技術領域

本發明屬于電網故障定位技術領域，具體涉及一種基于行波能量變化特性的高壓輸電網混聯線路故障測距方法、裝置及系統。

背景技術

現代電力系統是一個復雜的輸配電系統，擔負著多個地區輸送、分配電能的重任，當輸電線路發生故障尤其是永久性故障時，會造成大面積停電，影響社會生產與居民生活，并會對系統的穩定性有很大的沖擊。這就要求在發生故障后能夠快速的定位故障點，排查、消除故障，盡早恢復線路的正常運行。

相較于單一的架空輸電線路或電纜線路，線路—電纜混合輸電線路由兩類線路交替連接而成，結構更加復雜，實現故障定位的難度更高。從行波的傳播特性來看，因線路路和電纜線路的線路參數不同，兩類線路上的波速度不一致，連接點前后的波阻抗不連續，現有的單一線路定位方法不能直接應用于混合線路的故障定位。較早期的混合線路故障定位主要致力于解決線路波速不一致所帶來的困難，將傳統的雙端故障定位方法加以改進，取得了一定的成果，但從原理上看，以行波到達時間為基礎的故障區段判斷和故障定位方法一定會受到量測設備的同步性和行波波速的準確性的影響，而這兩者又是不可控的，它們的誤差必會影響區段判斷的可靠性和定位精度。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種基于行波能量變化特性的高壓輸電網混聯線路故障測距方法、裝置及系統，僅需要提取故障初始行波波頭，不需要同步系統的支持，也不需要獲取行波波速，避免高壓遠距離輸電中信號同步誤差和波速變化對故障區段判別的影響。在故障區段確定的前提下，針對不同結構的線纜混合線路，定量推導線路兩端行波能量與不同故障位置之間的映射關系，構成了基于行波能量變化特性的高壓輸電網混聯線路故障測距方法、裝置及系統，仿真結果表明所得測距結果具有較高的精度。

為了實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

第一方面，本發明提供了一種基于行波能量變化特性的高壓輸電網混聯線路故障測距方法，包括：

獲取線路兩端測點的故障零模電壓行波信號和零模電流行波信號；

對所述故障零模電壓信號和零模電流行波信號進行S變換，提取頻率為ω的行波信號分量，得到零模電壓行波分量和零模電流行波分量；

基于所述零模電壓行波分量和零模電流行波分量，計算出線路兩端測點的行波能量；

基于所述行波能量，以及預設的故障區段定位判據，確定出故障區段；

獲取與該故障區段對應的故障點計算公式，將線路兩端測點的行波能量和該故障區段對應的相關物理參數代入故障點計算公式，計算出故障點的準確位置。

可選地，所述行波能量W_S(ω)的計算公式為：

所述行波能量W_R(ω)的計算公式為：