[发明专利]一种基于波速寻优的直流行波故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种故障测距方法，尤其涉及的是一种基于波速寻优的直流行波故障测距方法。

背景技术

行波故障测距是根据行波在线路上的传输理论实现的故障定位方法。当输电线路发生故障时，将会产生向线路两端以接近光速传播的电流和电压行波，通过分析故障行波包含的故障点信息，利用故障行波的传输时间就可以计算出故障距离。以传统的双端行波测距为例，该方法主要是通过检测故障波头到达线路两端的传输时间差，并利用以下公式计算得到测距结果：

X＝(L+Δt·v)/2

其中，X为故障点与线路末端的距离；L为线路总长；Δt为故障波头到线路两端的传输时间差；v为故障行波的波速。

上述传统的行波故障测距主要存在着几个主要的问题：

(1)选取固定的波速进行计算，忽略了行波波速的变化特性。事实上，受线路色散效应和衰减特性的影响，故障行波波速并不是一个稳恒量，而是一个受过渡电阻、传输距离等因素影响的变化量。选取固定的经验波速进行计算，在线路色散效应以及衰减特性较为明显时，会造成相当大的测距误差；

(2)波头的检测与波速的选取缺乏有效的配合。对应每一种波头的定义都应该有相应的波速与其相适应，更进一步每一种过渡电阻和每一个故障距离都有相应的波速与其相对应，然而传统的行波测距算法中大多忽略了这些对应关系，或者对这种对应关系处理不当，造成了故障测距误差的不可预测性和不可接受性；

(3)测距结果受过渡电阻影响较大。线路发生高阻接地时，故障行波的波头幅值变小，测距误差增大。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于波速寻优的直流行波故障测距方法，旨在解决现有的故障测距方法会造成相当大的测距误差；且故障测距误差的不可预测性和不可接受性；以及测距结果受过渡电阻影响较大等问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于波速寻优的直流行波故障测距方法，其中，包括以下步骤：

S100：初始化测距装置，并进行录波，以录波装置的最小分辨率为阀值确定初始波速，并通过小波变换分别确定故障行波到达线路的整流侧与逆变侧的时间；

S200：根据确定的初始波速以及故障行波传到整流侧与逆变侧的时间，通过测距公式求取故障距离，记作x⁽⁰⁾；

S300：通过仿真得到故障距离-波速曲线，根据求得的故障距离对故障距离-波速曲线进行插值，分别求取故障行波从故障点传播到线路的整流侧的波速v₁和逆变侧的波速v₂；

S400：利用上一步求得的波速v₁和v₂，再次计算故障距离，记作x⁽ⁱ⁾，其中，i＝n+1，n为自然数；

S500：将第n次的测距结果与第n+1的测距结果进行比较，判断两者误差是否小于设定值或超出最大迭代次数，若小于设定值或超出最大迭代次数则执行步骤S600；若大于设定值，令i＝i+1，并执行步骤S300；

S600：结束计算，输出故障距离。

所述的基于波速寻优的直流行波故障测距方法，其中，所述录波装置确定初始波速的方法为：根据录波装置的分辨率设定一个速度值作为故障行波的初始波速，并令录波装置检测到的第一个数据点的时间为波头的到达时间。

所述的基于波速寻优的直流行波故障测距方法，其中，所述步骤S200中所述的测距公式为：

x⁽⁰⁾＝[l+(t₁-t₂)·v₀]/2

其中，x⁽⁰⁾均指初始确定的故障点距整流侧的距离，t₁为行波到达线路的整流侧的时间，t₂为行波到达线路的逆变侧的时间，l表示线路的总长度，v₀表示初始波速。

所述的基于波速寻优的直流行波故障测距方法，其中，在利用故障距离对故障距离-波速曲线进行插值前，对所述故障距离-波速曲线进行的修正，其具体步骤包括：

A1：根据实际输电线路参数建立仿真模型，间隔距离X进行故障仿真，得到初始的故障距离-波速仿真曲线v(x)；

A2：根据实测或系统已有的先前故障数据，得到部分点的实测样本，并将其与仿真曲线的进行对比、拟合，得到修正系数f(x)；

A3：利用修正系数对仿真曲线进行修正，获得修正后的故障距离-波速曲线v′(x)＝v(x)+f(x)。