[发明专利]一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法

说明书

本发明涉及一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法，包括下述步骤：步骤1：对三相电流进行相模变换；步骤2：对线模分量进行小波变换；步骤3：基于小波变化系数幅值对比故障线路两端暂态信号，区分强弱侧；步骤4：确定弱侧的初始波头时间窗；步骤5：在初始波头时间窗内搜索弱侧的故障行波初始波头，并完成双端行波故障测距。本发明基于频域法测距结果对双端行波测距中信号较微弱一侧的初始波头进行识别，解决了输电线路高阻故障情况下因暂态行波信号微弱难以识别导致测距失败的问题；提高了双端行波测距在高阻故障情况下的可靠性，且测距精度相对单纯频域法测距较高。

技术领域

本发明涉及一种故障测距方法，具体讲涉及一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法。

背景技术

上世纪90年代以来，基于行波原理的输电线路故障测距装置(也称为行波故障定位装置)技术逐渐成熟并获得了广泛应用。实际运行经验表明：装置的测距精度及可靠性基本满足了电力用户要求，但也暴露出一些问题，特别是行波故障测距装置的可靠性相对站内其他装置较低。影响行波故障测距装置的一个重要原理性因素就是过渡电阻，直接体现在部分高阻故障下行波故障测距装置无法给出测距结果。

目前，实际应用的输电线路故障测距法主要是阻抗法和行波法，阻抗法在保护/录波等装置中获得普遍应用，但受系统参数、互感器精度、过渡电阻等因素影响较大。国内相关标准规定各类型装置测距精度应在线路全长13％以内，在实际运行中，上述因素阻抗法影响往往难以达到，在高阻故障情况下(过渡电阻超过100欧姆)精度更难以保证。相对而言，行波故障测距法具有较好的鲁棒性，过渡电阻对行波法影响相对较小；但过渡电阻大到一定程度时(约300欧姆)，行波故障测距装置的工作仍会受到影响。

现有的行波故障测距装置主要采用双端行波法，通过查找信号奇异值点计算暂态电流/电压(工程上多使用电流量)行波到达线路两端时刻，结合行波波速确定故障点位置。在多数故障中，故障时刻电流急剧增大，暂态行波波头易于识别；而高阻故障多是电弧故障，由于过渡电阻很高，引起的电流变化较小，这就影响了暂态行波波头的识别。但实际运行经验也表明，在多数高阻故障情况下，通过改变分析尺度及阈值，可以识别出一侧故障波头，而导致测距失败的原因多为另一侧波头难以识别(由于暂态行波向线路两侧传输过程中信号衰减、畸变不一致导致的)。

近年来，随着故障定位领域研究的进展，部分研究单位又提出了基于暂态行波的频域测距法，利用暂态行波的频谱计算故障距离从而实现故障测距。该方法无需暂态行波波头的精确识别，只需要故障后一段暂态数据提取固有频率即可对故障距离进行计算，在高阻故障情况下具有较好的鲁棒性。但从目前实际故障数据分析看，受互感器暂态响应及采样精度的影响，该算法测距精度低于时域行波法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能克服现有行波故障测距法在高阻故障测距中存在的缺陷的方法，该方法将暂态行波的频域法和行波法进行融合，提高行波故障测距装置在高阻故障情况下的测距可靠性及精度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种频域法与行波法结合的高阻故障测距方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

步骤1：对三相电流进行相模变换；

步骤2：对线模分量进行小波变换系数；

步骤3：基于小波变化系数幅值对比故障线路两端暂态信号，区分强弱侧；

步骤4：基于频域法计算结果确定故障行波弱侧的初始波头时间窗；

步骤5：搜索弱侧故障行波的初始波头，完成故障点精确定位。

进一步地，所述步骤1中，采用Clark变换作为相模变换矩阵，获得三相电流对应的线模量：