[发明专利]一种基于单端故障信息的配电网混合线路组合式测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于配电网的混合电力线路故障测距方法，具体涉及一种基于单端故障信息的配电网混合线路组合式测距方法。

背景技术

由于城市土地资源紧缺，以及受周围建筑物的影响，如今城市电网大多采用地下电缆线路，而周边线路仍以架空线为主，从而导致了架空线-电缆混合输电线路的大量出现。由于制造工艺不完善、运行环境恶劣和产品质量缺陷等原因，经常会引起电缆的绝缘水平下降，造成电缆运行故障。因为架空线上的绝缘子质量不过关、遭到外力破坏等原因，也常常造成线路故障。因此配电网混合线路的准确故障定位，对电力系统的安全和经济运行具有非常重要的意义。

由于行波法不受过渡电阻、线路参数分布不均等因素影响，已经在单一结构的高压线路故障测距中得到了很好的应用，测距精度满足了高压线路测距的要求。行波法主要包括单端行波测距和双端行波测距。单端测距法较双端测距法的成本低一半以上，不需要GPS时标系统及两端数据通信等，测距结果的实时性更强。考虑到配电网的现场条件，配电网混合线路故障测距一般采用的是单端行波法，基本原理是利用检测到的故障初始行波与反射波到达测量端的时间差和波速的乘积来确定故障产生的位置。

然而，配电网混合线路结构复杂，线路类型不统一，利用单端行波法实现其故障测距面临着以下问题：⑴由于架空线和电缆波阻抗不同，行波在传输到架空线和电缆连接处时会发生折反射，并伴随着行波衰减，使得故障行波波头难以辨别；⑵在架空线和电缆中，行波的传播速度明显不同，无法同单一结构的高压线路那样直接测距；⑶尤其是行波中的反射波在经过配电网中短距离的电缆线路传播后，经过多次折反射，得到的测量波头幅值衰减严重，容易受干扰信号影响，测距精度可能不准确。受上述问题的影响，目前尚无成熟可靠的配电网混合线路的故障测距方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于单端故障信息的配电网混合线路组合式测距方法，本发明只利用线路一端测量的故障信息，能够有效地提取出故障时行波的初始波头和各种反射波头，可以应用于不具备双端行波测距的场合实现准确故障测距，补充现有配电网混合线路故障测距的不足。本发明在电流行波实现故障测距的基础上，综合考虑电压行波测距结果，提高测距判别的可靠性和准确性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于单端故障信息的配电网混合线路组合式测距方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

步骤1：分解出混合线路故障电流信号和故障电压信号的高频行波分量；

步骤2：对混合线路波速进行离线测量；

步骤3：利用相关系数分析法进行故障初步测距；

步骤4：利用波头组合法进行故障最终测距；

步骤5：对故障测距结果进行验证。

进一步地，所述步骤1中，混合线路包括架空线和电缆，采用希尔伯特黄变换HHT中的经验模态分解EMD法提取出行波波头位置；

经验模态分解EMD法采用不断剔除信号的局部极大值和局部极小值连接的上下包络线均值方式，将复杂信号s(t)从高频到低频依次分解得到有序排列的多阶固有模态函数IMFc_i(t)，剩下单调的趋势分量r_N(t)；原始信号s(t)的分解形式如下式：

s(t)=Σn=1Ncn(t)+rN(t)---(1);]]>