[发明专利]一种基于超定方程组的输电线路双端行波故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路行波故障测距领域，具体涉及一种基于超定方程组的输电线路双端行波故障测距方法。

背景技术

目前，在对输电线路行波测距的研究方面，有运用单端行波测距算法实现行波故障测距，也有运用双端行波测距算法实现，再辅以波速的选取，得出故障点位置。即通过检测故障行波到达两个测量端的初始行波波头分别到达线路两端测量端的时刻及经测量端反射和折射到达母线侧测量端的时刻，再选取波速来确定故障位置。由于发生故障后行波在输电线路上传播时有反射和折射现象，在故障初始行波到达测量端时会发生反射、折射。

常规的行波故障测距算法只使用了前两个反射波头到达母线侧时间信息，还受波速的影响，测距误差相对较大，在不同的故障位置和不同接地电阻不适用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于超定方程组的输电线路双端行波故障测距方法，通过测量故障点产生的初始行波到达输电线路两测量端，以及线路测量端M反射行波到达测量端N、线路测量端N反射行波到达测量端M的时间，通过构建的超定方程组求解消除波速影响的故障点位置。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于超定方程组的输电线路双端行波故障测距方法，包括：

步骤一：基于线路的长度、故障点产生的初始行波信号到达线路两端的时间以及线路测量端反射行波信号到达对端的时间构建超定方程组；

步骤二：测量故障点产生的初始行波信号到达线路测量端M的时间以及故障点产生的初始行波信号经线路测量端N反射行波信号到达线路测量端M的时间；

步骤三：测量故障点产生的初始行波信号到达线路测量端N的时间以及故障点产生的初始行波信号经线路测量端M反射行波信号到达线路测量端N的时间；

步骤四：根据步骤二和步骤三所测得的时间量，采用超定方程组计算故障点位置。

进一步的，所述步骤一中，超定方程组为：

其中，L为现场线路长度；d为故障点到线路本端M的距离；v为故障行波的传播速度；t₁为故障点产生的初始行波到达线路本端M的时间；t₂为故障点产生的初始行波信号经线路测量端N反射行波信号到达线路测量端M的时间；t₃为故障点产生的初始行波到达线路对端N的时间，t₄为故障点产生的初始行波信号经线路测量端M反射行波信号到达线路测量端N的时间。

进一步的，所述测量故障点产生的初始行波信号到达线路测量端M的时间以及故障点产生的初始行波信号经线路测量端N反射行波信号到达线路测量端M的时间，包括：

采集到达线路测量端M的行波信号；

采用模变换法对到达线路测量端M的行波信号进行解耦处理，得到线路测量端M的三个模量；

对线路测量端M的一模量进行小波变换，得到第一行波波头到达线路测量端M的时间t₁；

基于小波变换模极大值极性对到达线路测量端N的第二行波波头进行识别，判断该第二行波波头是否为线路测量端M反射行波信号；

若是，则记录该第二行波波头到达线路测量端M的时间t₂；

反之，则记录与第一行波波头极性相反的行波波头到达线路测量端M的时间为t₂。

进一步的，所述到达线路测量端M的行波信号包括故障点产生的初始行波信号、故障点反射行波信号和故障点产生的初始行波信号经线路测量端N反射行波信号。

进一步的，所述线路测量端M的三个模量包括线路测量端M的0模量、1模量波和2模量；采用线路测量端M的1模量或2模量作为小波变换的对象。

进一步的，所述基于小波变换模极大值极性对到达线路测量端N的第二行波波头进行识别，判断该第二行波波头是否为线路测量端M反射行波信号，包括：

若到达线路测量端M的第二行波波头的小波变换模极大值的极性与第一行波波头的极性相反，则该第二行波波头为线路测量端N反射行波信号；

若到达线路测量端M的第二行波波头的小波变换模极大值的极性与第一行波波头的极性相同，则该第二行波波头为故障点反射行波。

进一步的，所述测量故障点产生的初始行波信号到达线路测量端N的时间以及故障点产生的初始行波信号经线路测量端M反射行波信号到达线路测量端N的时间，包括：

采集到达线路测量端N的行波信号；