一种不等长双回线路的单端行波测距方法与流程

本发明涉及一种不等长双回线路的单端行波测距方法，属于输电线路故障定位技术领域。

背景技术：

由于我国走廊资源紧张，已建设和规划中的多条线路存在同塔或共走廊或走廊临近的情况，目前对同走廊共母线输电线路故障测距的研究更多是对同塔等长双回线路进行研究。但是现实生活中，80％都是同塔不等长双回线路，并且它会影响故障测距的准确性。以往我们测距都是利用故障初始行波和故障回线对端母线反射波波头到达故障回线量测端的时刻来进行测距，故障初始行波波头到达量测端的时刻很容易被识别出来，但是故障回线对端母线反射波与故障点反射波极性相同，而且都在同一个量测端被检测，准确识别出来很困难。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种不等长双回线路的单端行波测距方法，用以解决上述问题。

本发明的技术方案是：一种不等长双回线路的单端行波测距方法，首先读取由量测端的高速采集装置获取的两回线路的量测端电流行波；其次对所获取的电流行波采用3次样条小波函数进行检测和标定，比较两回线路量测端电流行波模极大值，极大值大者为故障回线，并记为故障回线初始行波到达时刻为t1，通过比较幅值和极性辨识得到健全回线初始行波到达时刻为t2；最后利用单端行波测距公式计算出故障距离。

具体步骤如下：

第一步、读取宽频暂态电流数据：通过高速采集装置cti和高速采集装置ctii获取两回线路的故障电流行波数据，并用3次样条小波函数对获取到的电流行波进行检测和标定；

第二步、比较高速采集装置cti和高速采集装置ctii的首个行波的小波变换模极大值，较大值对应的量测端的高速采集装置所在的回线为故障回线；

第三步、截取[t0，t0+(l1+l2)/v]时窗长内电流行波小波变换模极大值的检测和标定结果，将故障回线初始行波到达时刻记为t1；

第四步、根据电流行波的极性、小波变换模极大值的特点即故障初始行波与健全回线初始行波极性相反，故障回线对端母线反射波与健全回线初始行波极性相同，并且健全回线初始行波的小波变换模极大值大于故障回线对端母线反射波，由此可以检测和标定出健全回线初始行波到达时刻记为t2；

第五步、故障位置的确定：利用单端行波测距公式计算出故障点到m端的距离，其公式为：

式(1)中，l1、l2为i、ii回输电线路的长度，xf为故障点到m端的距离，v为线模波速度，t1为故障点初始行波到达m端的时刻，t2为健全回线初始行波到达m端的时刻。

本发明的有益效果是：

(1)利用健全回线初始行波进行测距，健全回线初始行波不受过渡电阻折反射的影响，有利于可靠测距。

(2)健全回线初始行波在电流行波中易于辨识，解决了单端行波测距中波头难辨识的问题。

附图说明

图1是本发明实施例2同塔不等长双回线路仿真模型图；

图2是本发明实施例2m端i回线a相电流图；

图3是本发明实施例2m端ii回线a相电流；

图4是本发明实施例2i回线a相电流小波变换模极大值数据图；

图5是本发明实施例2ii回线a相电流小波变换模极大值数据图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：一种不等长双回线路的单端行波测距方法，首先读取由量测端的高速采集装置获取的两回线路的量测端电流行波；其次对所获取的电流行波采用3次样条小波函数进行检测和标定，比较两回线路量测端电流行波模极大值，极大值大者为故障回线，并记为故障回线初始行波到达时刻为t1，通过比较幅值和极性辨识得到健全回线初始行波到达时刻为t2；最后利用单端行波测距公式计算出故障距离。

具体步骤如下：

第一步、读取宽频暂态电流数据：通过高速采集装置cti和高速采集装置ctii获取两回线路的故障电流行波数据，并用3次样条小波函数对获取到的电流行波进行检测和标定；

第二步、比较高速采集装置cti和高速采集装置ctii的首个行波的小波变换模极大值，较大值对应的量测端的高速采集装置所在的回线为故障回线；

第三步、截取[t0，t0+(l1+l2)/v]时窗长内电流行波小波变换模极大值的检测和标定结果，将故障回线初始行波到达时刻记为t1；

第四步、根据电流行波的极性、小波变换模极大值的特点即故障初始行波与健全回线初始行波极性相反，故障回线对端母线反射波与健全回线初始行波极性相同，并且健全回线初始行波的小波变换模极大值大于故障回线对端母线反射波，由此可以检测和标定出健全回线初始行波到达时刻记为t2；

第五步、故障位置的确定：利用单端行波测距公式计算出故障点到m端的距离，其公式为：

式(1)中，l1、l2为i、ii回输电线路的长度，xf为故障点到m端的距离，v为线模波速度，t1为故障点初始行波到达m端的时刻，t2为健全回线初始行波到达m端的时刻。

本发明的原理是：由量测端的高速采集装置获取的两回线路的量测端电流行波，并对其进行小波模极大值变换，通过比较cti和ctii首个行波的小波变换模极大值来辨别出故障回线。

当双回输电线路不等长时，根据行波极性、小波变换模极大值的特点，利用健全回线初始行波来测距比用故障回线对端母线反射波更易被识别，在故障回线线路上，故障回线对端母线反射波与故障点反射波极性相同，并且都在cti处被检测，对识别造成很大的干扰。而健全回线初始行波的检测依靠ctii,根据2条输电线路的长度不同，判断故障回线反射波与健全回线初始行波到达量测端的先后，再依据故障初始行波与健全回线初始行波极性相反，故障回线对端母线反射波与健全回线初始行波极性相同，且健全回线初始行波的小波变换模极大值大于故障回线对端母线反射波。这样健全回线初始行波就很容易识别出来。

实施例2：如图1-5所示，某220kv交流同塔不等长双回线路仿真模型如图1所示；当l1<l2时，不等长双回线路下未计及线间耦合的行波网格图如图2所示。其线路参数如下：i回线路全长150km,ii回线路全长160km。故障位置：i回线路距m端56km发生故障。采样频率为1mhz。

(1)根据实施例1中的第一步到第二步得到cti和ctii首个行波的小波变换模极大值，可以从上图中很容易看出i回线a相电流模极大值大于i回线a相电流模极大值，因此可以判断出故障线路为i回输电线路。

(2)根据说实施例1中的第三步可以得到故障点初始行波波头到达量测端cti的时刻t1为0.19ms。

(3)根据实施例1中的第四步可以得到健全回线初始行波到达量测端ctii的时刻t2为0.85ms。

(4)根据实施例1中的第五步的单端测距公式得到故障点距离m端的距离为56km。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。