[发明专利]一种带容错功能的输电线路分布式故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路故障定位技术领域，具体是一种带容错功能的输电线路分布式故障定位方法。

背景技术

高压输电线路是电力系统的大动脉，肩负着输送电能的重任，是电力系统的重要组成部分。通常输电线路都架设在无人看管的野外，途经山区、丘陵、江河等多种恶劣地理环境，其在运行的过程中经常会遇到雷雨、覆冰、强风等复杂的气象条件，是电力系统中最容易发生故障的电力设备。快速、可靠、准确地进行故障定位，及时发现和处理绝缘隐患，可大大提高电网的可靠性和愈合能力。

目前输电线路故障定位主要由行波法和故障分析法两种，行波法由于定位原理简单在电力系统中得到大量的应用。但是由于输电线路故障行波的非线性衰减、线路噪声、传感器带宽限制问题，使得传统的故障电流行波测距系统在应用中还是存在一定的问题。近几年先后有发明人提出分布式故障定位方法，如专利201110452999.X、201010300240.5和201010186103.3分别提出了不同的分布式故障定位方法，总体上看都是通过在输电线路上分布式的安装几组故障检测装置，通过检测线路上的故障行波来定位。但是由于故障行波的非线性衰减、相间行波幅值的差异、线路不通区域噪声的差异和个别装置异常，使得线路上各个检测点不可能都同时测量到故障电流行波，一旦系统中某一个或者几个装置没有触发启动或者出现异常时，都会导致测距失败。

发明内容

为解决上述现有技术中的实际问题，本发明提出一种带容错功能的分布式故障定位方法，以解决系统中个别监测装置异常时都可可靠的对线路故障进行定位。本发明系统由沿线安装在高压输电线路上的若干组(每组3个，对应ABC三相)故障检测装置、无线通信模块及远程监控主站组成，如图1所示。

本发明技术解决方案如下：

步骤S1，检测并读取每个检测点的三相数据，检测行波波头。

故障电流检测装置用CT取电+备份电池组合供电的方式为装置供电，并采用宽带罗氏线圈提取故障时暂态电流行波，通过ZIGBEE短距离无线通信网络将3相检测装置的数据汇聚到一起，并通过GPRS/CDMA/GSM远程无线通信网络将各检测点数据传至监控主站；

主要包括以下几点：

1、读取检测点的三相数据。

若三相均无数据，则该检测点为无效检测点。

若有超过两相有数据，则取各有效相均重合的时间段以及该时间段的数据来进行定位，即取各有效相最晚的起始时间和最早结束时间作为该检测点的数据时间段。

2、行波波头检测。

使用三次样条小波对检测点各相的数据进行小波变换，并提取行波波头信息，包括行波波头极性及其到达时刻。

3、确定检测点行波波头到达时刻。

若检测点只有一相是有效数据，则该相数据计算出的行波到达时刻即为该检测点的行波到达时刻。

若检测点有效数据超过一相，则以各相计算出的行波到达时刻的平均值作为该检测点的行波到达时刻。

步骤S2，去除三相均无数据的无效检测点，根据行波波头信息，确定故障区间。

去除三相均无数据的无效点以后，根据各检测点检测到的行波到达时刻以及行波极性，判断故障区间。设图1是去除无效点以后的线路图，在变电站M和N之间的线路上，有n组有效的行波电流检测装置。根据该n组电流行波检测装置检测出的行波波头信息，选出行波到达时刻最早的检测点，设其为电流行波检测点i。

当i=1时，若所有检测点行波波头极性一样，即p₁＝p₂＝…=p_n，则故障发生在变电站M与检测点1之间；若检测点1和检测点2的有效相行波极性相反，即p₁≠p₂＝p₃＝…=p_n则故障发生检测点1和检测点2之间。

当i=n时，若所有检测点行波波头极性一样，即p₁＝p₂＝…=p_n，则故障发生在变电站N与检测点n之间；若检测点n和检测点n-1的有效相行波极性相反，即p₁＝p₂＝…＝p_n-1≠p_n，则故障发生检测点n和检测点n-1之间。