基于故障暂态与稳态信号波速差的输电线路单端定位方法

摘要

本发明公开了一种基于故障暂态与稳态信号波速差的输电线路单端定位方法，根据不同的故障类型选择不同的相作为基准相，对输电线路故障电流行波信号进行相模变换，得到用于故障定位的故障电流行波模信号；对模信号进行连续小波变换，提取暂态初始行波波头小波变换系数的模极大值及其对应时刻，以及稳态信号对应尺度上的小波变换系数的模极大值及其对应时刻，根据两者的传播速度差综合计算输电线路的故障距离。该方法利用故障稳态信号与暂态信号的传播速度差，通过小波变换准确的确定对应频率的传播速度，从而能够准确地计算出输电线路的故障距离。

主权项

一种基于故障暂态与稳态信号波速差的输电线路单端定位方法，其步骤为：A、数据采集与预处理故障录波装置从输电线路以采样率F_s采集A、B、C三相的电流信号i_a(t)、i_b(t)、i_c(t)传送至故障定位装置，其中t表示采样时刻；故障定位装置将电流信号i_a(t)、i_b(t)、i_c(t)滤波处理后，根据被测输电线路的故障类型，选择相应的相作为基准相，对故障电流信号利用Karenbauer(卡伦包尔)矩阵进行相模变换，得到用于故障定位的输电线路电流的1模信号x(t)；B、定位信号的提取B1、暂态行波信号的提取选取小波基的中心频率为f_c，分解尺度a₁＝2f_c对输电线路电流的1模信号x(t)进行连续小波变换，获得小波变换系数C₁(t)，在小波变换系数C₁(t)上提取暂态行波初始波头模极大值对应的时刻t₁；小波变换系数C₁(t)对应的频率F₁＝F_s/2即为定位用的暂态行波信号的频率；B2、稳态信号的提取选取小波基的中心频率为f_c，选取小波变换的分解尺度a₂＝F_s·f_c/50对输电线路电流的1模信号x(t)进行连续小波变换，获得小波变换系数C₂(t)；在小波变换系数C₂(t)上提取稳态信号模极大值对应的时刻t₂；小波变换系数C₂(t)对应的频率F₂＝50Hz即为定位用的稳态信号的频率；C、单端故障定位C1、根据输电线路的模型分别计算得到定位用的暂态行波信号的模波速度矩阵V₁和定位用的稳态信号的模波速度矩阵V₂：其中，Z₁、Y₁分别为频率为F₁的暂态行波信号对应的传输线路的模阻抗和模导纳矩阵，Z₂、Y₂分别为频率为F₂＝50Hz的稳态信号对应的传输线路的模阻抗和模导纳矩阵，Z₁、Y₁、Z₂、Y₂均为3*3的矩阵，im表示求复数的虚部；在模波速度矩阵V₁中取第二行第二列的元素作为暂态行波信号的模波v₁，在模波速度矩阵V₂中取第二行第二列的元素作为稳态信号的模波v₂；C2、计算故障距离：故障距离d根据下式计算：。