[发明专利]基于单端测距的故障定位方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电力系统自动化领域，具体涉及一种基于单端测距的故障定位方法。

背景技术：

输电线路发生故障后，即使重合成功，也需要巡线人员查找故障点，根据故障造成的损坏程度判断线路能否继续运行还是须停电检修，以消除隐患。因此，线路故障后快速寻找故障点就成为保证电网安全稳定运行的一项关键技术。其中110kV及以上电网中，中性点直接接地的厂站中广泛采用输电线路故障测距装置，这充分说明了其对电力系统安全稳定可靠运行的重要性。

随着智能电网建设的开展，变电站智能化成为发展趋势，在智能化变电站中采用电子式互感器代替了常规的铁磁式互感器，并对各类装置提出了数据共享的要求。因此，行波故障测距装置在数据格式、通讯协议方面也需要做相应的改动，这就导致与现有测距装置存在互联互通问题。这种情况下，采用双端方式实现故障测距存在一定困难。

现有的行波故障测距装置基本上采用双端方式工作，其可靠性和精度基本满足了电力系统的需要，但是从长期运行经验看，存在以下问题影响了行波测距装置正常工作：①GPS信号丢失或误差较大②通讯不通畅；③由于运行管理方面的原因，在少数地方难以双端方式实现测距。上述几个问题的存在，不但降低了可靠性，也增加测距系统的日常维护工作量。

为了解决现有测距装置在运行中存在的问题和现阶段智能化变电站无法实现双端测距的问题，需要开发可靠有效的单端行波测距算法，而现有的单端阻抗法或单端行波法均存在可靠性或测距精度方面的问题。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于单端测距的故障定位方法，可以在保证测距精度的基础上，提高输电线路单端故障测距的可靠性。

本发明提供的基于单端测距的故障定位方法，所述方法是检查输电线路是否发生短路，其改进之处在于，

1)发现短路时，用输电线路行波故障测距装置测量输电线路本端M端母线的工频电气量，估算过渡电阻值；

2)根据步骤1)的所述工频电气量的数据，通过小波变换分析暂态电压/电流行波，判断故障为普通短路故障或特殊短路故障；

3)如步骤2)的结果为普通短路故障，则采用结合线路长度的单端行波法直接计算故障点位置；

4)如步骤2)的结果为特殊短路故障，则采用阻抗法与行波法结合的输电线路单端故障测距法计算故障点位置。

本发明提供的第一优选方案的故障定位方法，其改进之处在于，所述步骤3)所述结合线路长度的单端行波测距法包括如下步骤：

①所述短路情况下，获得故障电流原始波形，对故障电流进行小波变换得到小波变换模极大值，对小波变换模极大值进行幅值筛选得到初选后的故障相模极大值，然后结合线路长度筛选出需要的模极大值；

②根据步骤①筛选出的模极大值，计算出故障初始波头到达所述M端的时间t₀，故障反射波头到达所述M端的时间t₁，输电线路对端N端母线反射波头到达所述M端的时间t₂；

③根据所述时间t₁与所述时间t₀的差计算得到故障点距所述M端的距离

④根据所述时间t₂与所述时间t₀的差计算得到故障点距所述N端的距离

⑤根据所述步骤③的所述l₁，所述步骤④的所述l₂和输电线路的总长度L，得出故障点所在范围：d∈(L-l₁，L-l₂)；

⑥根据所述步骤⑤得到故障点。

本发明提供的第二优选方案的故障定位方法，其改进之处在于，所述步骤4)所述阻抗法与行波法结合的输电线路单端故障测距法包括如下步骤：

A.线路短路时，所述输电线路行波故障测距装置测得故障行波，对故障行波进行小波分析得到故障相行波模的极大值；

B.根据步骤A得到的故障相行波模的极大值，计算出故障初始波头到达所述M端的时间t₃和反射波头到达所述M端的时间t₄；

C.根据所述时间t₄与所述时间t₃的差计算得到故障点距所述M端的距离