[发明专利]一种利用电压、电流量配合不依赖双端同步的零、线模时差辐射网故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用电压、电流量配合不依赖双端同步的零、线模时差辐射网故障定位方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

电网发生故障后进行故障测距可以减轻人工巡线工作量，缩短故障修复时间、提高供电可靠性、减少停电损失以及发现存在的隐患并尽早加以处理，防止故障的再一次发生。故障测距的方法按测距原理可分为故障分析法和行波法。行波法的核心是测量行波在母线与故障点之间的传播时间来计算线路故障距离。行波测距一般可分为单端行波测距和双端行波测距两类。单端行波测距不需要GPS实现数据的同步，也不需要进行两端数据通讯，其成本是双端行波测距成本的一半，按单端法进行行波测距，由于行波在故障点和母线端反复进行折反射，反映到测量端时间轴上的各种性质的行波波头交错排列，给故障点反射波到达时刻的标定带来了巨大困难，测距可靠性难以保证。而双端行波测距只要求两母线端精确检测第一个行波波头到达的时刻，因此该方法受过渡电阻电弧特性、线路分布电容以及负荷电流的影响较小，较单端法而言有更高的可靠性，但需要双端数据通信和GPS同步对时设备，投资成本大。

由于城市配电系统一般多采用辐射网，它具有闭环设计、开环运行特点，单相接地故障机率高，技术和经济因素综合决定了多分支辐射状配电网故障定位有其特殊性。对于典型的辐射状架空馈线配电系统，母线存在多回馈出线，同时沿馈线接有众多分支及负荷变等，馈出线路长短悬殊，配电线路发生单相接地故障后，波阻抗不连续节点及负荷端点多，故障点产生的行波在节点处发生透射，能量衰减较强，且行波在负荷端点及节点处发生反射，增加了量测端对故障点反射波的辨识难度，使得自然频率的提取更加困难，故寻求其他视角进行单相接地故障定位。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用电压、电流量配合不依赖双端同步的零、线模时差辐射网故障定位方法，克服对于多分支辐射网单端行波法故障点反射波波头到达时刻标定困难和双端行波法运行成本高的问题。

本发明的技术方案是：一种利用电压、电流量配合不依赖双端同步的零、线模时差辐射网故障定位方法，在多分支辐射状网络中，于馈线两侧安装行波故障测距装置，利用两侧的信息分别进行故障测距。在配电网馈线发生接地故障后，由于线、零模传播速度不同，致使量测端检测到的线、零模初始行波波到时刻不同，根据量测装置检测到的初始线、零模电压和电流行波数据，利用第五尺度下的小波模极大值标定时刻，再根据模量传输时间差的接地故障单端行波测距法计算公式计算故障距离。综合两侧单端模量传播时间差测距信息进行故障定位。具体步骤如下：

（1）根据架空线路直配系统实际馈线参数，沿线设置故障距离，仿真得出线、零模波速度与离散故障距离点的关系，再利用三次样条插值得出沿线路全长的线、零模波速曲线。

（2）分别利用第五尺度下的小波模极大值对M量测端检测到的线、零模电流行波分量、N量测端检测到的线、零模电压行波分量进行时刻标定，得出两者的时间差为△t_M0,1、△t_N0,1。

（3）选取馈线中点处的波速度作为初始波速迭代值，利用测距公式计算出初始故障距离x_f⁽⁰⁾，将初始故障距离x_f⁽⁰⁾代入线、零模插值曲线进行迭代，当相邻两点的线模波速v₁(n)-v₁(n-1)<0.0001且相邻两点的零模波速v₀(n)-v₀(n-1)<0.0001时，终止迭代结合求得的△t_M0,1、△t_N0,1，运用式                                               分别求出两侧M、N与故障点之间的距离。若无法满足收敛条件，则改变故障位置迭代初值及其对应的初始波速度的选取直至收敛，最后得出收敛的故障距离。

（4）利用两侧的故障测距信息进行综合故障定位。