[发明专利]一种初始反极性方向行波的辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种初始反极性方向行波的辨识方法。

背景技术

输电线路行波故障测距技术已得到较大发展并达到商业化水平，目前已在国内外获得了一定范围的应用。单端行波故障测距投资成本低，不需要GPS系统和双端通信，且不受双端硬件系统启动不同步及时间不一致等因素的影响，具有一系列优势。同时，现场由于输电线路两端厂站所属管理单位的不同，不可避免存在只能依赖单端测距法的情形。为此，加强对单端行波信号的认识，挖掘其包含的丰富故障信息，增强对有效信息的提取，对于构造可靠单端测距算法，提高对单端行波信号的深入挖掘利用具有重要意义。

单端行波测距一般利用行波信号前两个波头实现测距，但单端行波测距在某些情况下因无法确定第二个波头的性质，从而无法有效判断故障点所处线路的区段及故障点的准确位置。加强对单端行波信号的利用的主要问题是如何提高对第二个波头性质的识别能力，这也是单端行波测距的关键[4]。文献[1-3]对行波传播过程中输电线路各影响因素进行了深入分析，并对行波模量的色散等现象进行了认识理解；文献[4]对单端电压行波的折反射特征进行了分析，利用电压行波在母线分布电容处初始反射极性提出了相应的波形识别方法，但该初始反射波在现场能否精确测量将是该方法可否成功应用的关键。文献[5]对单端行波信号中故障初始行波和第二个波头的极性关系进行了分析，并利用极性识别的方法判断第二个波头的性质，但该极性关系的成立受到母线类型的限制；文献[6，7]利用模量的折反射情况提出了相应的识别方法，但零模分量的出现与故障类型有关，无法在非接地故障时使用该方法；同时零模分量在传播过程中衰减最为严重，利用零模分量的判断方法其可靠性可能会偏低。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种初始反极性方向行波的辨识方法。本发明在对单端行波信号特征深入分析的基础上，利用加强对初始反极性方向行波的辨识实现第二个同极性波头的识别。初始反极性方向行波与故障初始行波波形差异明显，相对容易检测，可实现对单端行波信号中第二个波头的有效识别，并可辅助构造可靠的单端行波测距算法，同时方向行波可有效消除相邻健康线路对端反射波的干扰。本发明结合对行波折反射的特征分析，提出了考虑透射模量的初始反极性方向行波的辨识方法，该方法利用Δt₁/Δt₂及Δt₁与故障距离的函数关系、及线零模的衰减规律构造识别判据，该判据不受故障类型、模量透射的影响，具有较强的适应能力。仿真结果表明，本发明所提方法可有效识别初始反极性方向行波，进而准确判断第二个波头的性质，为构造新型单端测距算法提供了理论支撑。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种初始反极性方向行波的辨识方法，故障发生后分别检测故障初始行波和第二个同极性波头的时间差Δt₁，以及第二个同极性波头与初始反极性方向行波的时间差Δt₂，利用Δt₁/Δt₂和故障距离之间的函数关系作为判据辨识初始反极性方向行波；对于特殊点则利用Δt₁与故障距离间的函数特征判据进行进一步识别；而对于极端情况则结合线零模分量的衰减规律进行分析识别，该方法的实现步骤如下：

1)行波测距装置录波启动；

2)检测故障初始行波并记录其到达测量端本端时刻t₁，并提取其后[0，2t_MF+2t_NF)区间内的行波信号，t_MF、t_NF分别为故障行波由故障点传播至测量端本端、对端所需时间；

3)实测Δt₁、Δt₂的数值，利用基于Δt₁/Δt₂＝f(L_MF)判据判别初始反极性方向行波性质；

4)若出现特殊点，利用基于Δt₁与故障距离间的函数特征判据对特殊点进行识别；

5)若步骤4)中出现极端情况，则结合实际录波线零模分量衰减规律进一步判断。

所述步骤3)中利用基于Δt1/Δt2＝f(LMF)判据识别初始反极性方向行波的方法如下：