一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)接地故障測距方法，包括以下步驟：（A）在配電網(wǎng)的首端三相同時注入相同的電壓脈沖，并檢測三相返回的電壓行波；（B）對步驟（A）得到的各相電壓行波利用相模變換矩陣變換到模量，進而得到線模電壓行波；（C）對步驟（B）得到的線模電壓行波進行差分求導，得到第一個非零突變點的時刻，進而得到行波的傳播時間；（D）將步驟（C）得到的傳播時間代入測距公式，求得故障距離。本發(fā)明通過首端三相同時注入高壓脈沖后檢測線模電壓行波突變進行故障測距，解決了配網(wǎng)三相不平衡負載造成偽故障點的問題。
【專利說明】一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種行波測距方法，具體是指一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的注入行波測距方法。
【背景技術】
[0002]我國的6~35kV配電網(wǎng)一般采用中性點非直接接地方式運行，發(fā)生占總故障50%~80%的單相接地故障后，傳統(tǒng)的處理方法通過人工巡線查找故障點，費時費力。研究準確有效的單相接地故障定位方法，對于提高配電網(wǎng)供電可靠性、減少停電損失有重要意義。
[0003]現(xiàn)階段配電網(wǎng)故障定位方法的發(fā)展方向主要有兩類:基于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的方法和行波法?；谂渚W(wǎng)自動化系統(tǒng)的方法從理論上說最簡單，即利用線路負荷開關處裝設的FTU實現(xiàn)故障分段定位。但這種方法的前提是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，而我國大部分地區(qū)都還沒有配備先進的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。行波法是基于故障距離與行波從故障點傳輸?shù)綑z測點的時間成正比的原理，又分為單端法和雙端法。由于配電網(wǎng)絡多終端多分支的特點，雙端法并不適用，而利用故障產(chǎn)生行波的單端法也存在故障點第一次反射波難以識別的問題。C型行波法，也即單端注入行波法，通過在線路始端注入檢測信號，并利用注入信號與故障點返回信號的時差來確定故障距離，這種方法從理論上說在配電網(wǎng)中是可行的。
[0004]對于結構復雜的配電網(wǎng)絡，檢測端接收到的信號為故障點、分支點和分支末端等的多重折反射波的疊加，難以僅利用故障相注入后得到的波形找到故障點的反射波，通常采用以下兩種方式提取故障點反射波:一種是在系統(tǒng)未發(fā)生故障前分別向每相注入高壓脈沖信號得到每相非故障的行波波形并存儲，線路發(fā)生故障后向故障相注入相同的高壓脈沖信號得到故障情況波形，將故障相故障情況和非故障情況得到的兩組波形數(shù)據(jù)相減提取故障信息，但是由于配網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定性較高，線路拓撲結構及用戶負載隨時都有可能發(fā)生變化，因此存在誤判的可能性；另一種是在故障后分別向故障相和非故障相注入高壓脈沖，然后將得到的故障相和非故障相的波形數(shù)據(jù)相減，將第一個非零突變點作為故障點反射信息。但是配電網(wǎng)分支多，且分支上往往通過配電變壓器接有三相不平衡負載。當不平衡負載到首端的長度小于故障距離時，第一個差異點就可能來自于不平衡負載，而非故障點信息，即出現(xiàn)偽故障點，導致測距錯誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障測距方法，從線路首端三相同時注入高電壓脈沖，測得各相返回的行波數(shù)據(jù)，用線模分量的首次出現(xiàn)構造判據(jù)進行故障測距，可消除線路結構多變性和不平衡負載對測距的影響。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術方法實現(xiàn):
一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法，包括以下步驟:
(A)在配電網(wǎng)的首端三相同時注入相同的高電壓脈沖，并檢測三相返回的電壓行波；
(B)對步驟(A)得到的各相電壓行波利用相模變換矩陣變換到模量，進而得到線模電壓行波；
(C)對步驟(B)得到的線模電壓行波進行差分求導，得到第一個非零突變點的時刻，進而得到行波的傳播時間；
(D)將步驟(C)得到的傳播時間代入測距公式，求得故障距離。
[0007]所述步驟(B)中的相模變換按照以下公式進行處理:
【權利要求】
1.一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法，其特征在于，包括以下步驟: (A)在配電網(wǎng)的首端三相同時注入相同的高電壓脈沖，并檢測三相返回的電壓行波； (B)對步驟(A)得到的各相電壓行波利用相模變換矩陣變換到模量，進而得到線模電壓行波； (C)對步驟(B)得到的線模電壓行波進行差分求導，得到第一個非零突變點的時刻，進而得到行波的傳播時間； (D)將步驟(C)得到的傳播時間代入測距公式，求得故障距離。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法，其特征在于，所述步驟(B)中的相模變換按照以下公式進行處理:
3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法，其特征在于，^采用卡倫鮑厄變換或克拉克變換矩陣。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法，其特征在于，卡倫鮑厄變換:
5.根據(jù)權利要求3所述的一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法，其特征在于，克拉克變換矩陣:
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法，其特征在于，所述步驟(C)包括以下步驟: (Cl)對線模電壓行波進行差分求導處理，計算公式如下:
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于線模行波突變的配電網(wǎng)單相接地故障的測距方法，其特征在于，所述步驟(D)按照以下公式進行計算:
【文檔編號】G01R31/11GK103809082SQ201410052861
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權日:2014年2月17日
【發(fā)明者】舒勤, 周聰聰, 鐘俊, 韓曉言, 董麗梅 申請人:四川大學