[发明专利]一种基于行波幅值衰减理论的输电线路故障定位方法

说明书

本发明提供的一种基于行波幅值衰减理论的输电线路故障定位方法，可利用行波在线路上传播过程中幅值呈指数性不断衰减的原理对输电线路故障点进行判断，方法简便，使线路行波监测装置整体简化，可行性更高，并且故障定位方法简单，易于计算和验证。

技术领域

本发明涉及输电线路故障定位技术领域，尤其涉及一种基于行波幅值衰减理论的输电线路故障定位方法。

背景技术

目前线路故障行波定位分为行波单端或双端定位法，单端法根据故障点行波第一次到达线路上行波定位装置的时间和反射后到达装置的时间，以及行波在线路上的传播速度来计算故障点到行波定位装置的距离，由于行波在特征阻抗变化处折反射情况比较复杂，在很多线路结构和故障情况下，无法采用；双端法根据线路故障点行波到达故障点两端线路上行波定位装置的时间以及行波在线路上的传播速度来计算故障点位置，由于母线两端都只检测第一个到达的行波，线路过渡电阻、系统运行方式、分布电容等造成的影响较小，因而得到广泛采用。

行波双端定位需要准确获取行波波头的绝对时刻，因此行波双端定位装置通常采用高精度的GPS时钟，精度需要达到100ns以内，然而由于故障点产生的暂态行波近似为具有连续频谱的阶跃信号，其中的高频分量速度快，低频分量速度慢，从而高频分量先到达测量点，低频分量后到达测量点，给行波波头到达时间的精确标定带来了困难，此外GPS时钟精确对时导致算法复杂，计算成本高，实现困难，适用性不强，行波定位装置安装了高精度的GPS模块不但功耗升高，而且使装置系统复杂化，大大增加行波双端定位装置的重量和维护成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于行波幅值衰减理论的输电线路故障定位方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于行波幅值衰减理论的输电线路故障定位方法，其特征在于，可利用行波在线路上传播过程中幅值呈指数性不断衰减的原理对输电线路故障点进行判断，具体步骤为：

S1、在输电线路两端的变电站设置行波监测设备，同时在输电线路上任一位置也设置行波监测设备；

S2、发生故障时，比较输电线路两端的行波监测设备以及中间任一位置的行波监测设备所采集的行波电路的主波头极性，获取故障区间，获取故障区间的方法为：将输电线路中间任一位置视为B点，通过输电线路两端的行波监测设备获的输电线路两端的行波电流极性，通过输电线路B点的行波监测设备获取B点的行波电流极性，对输电线路两端行波电流极性以及输电线路B点行波电流极性进行比较，将极性正负相反的端点视为A点，将极性正负相同的端点视为C点，极性故障区间即为AB段；

S3、获取所述输电线路两端的行波监测设备之间的物理距离，获取所述输电线路任一端的行波监测设备与输电线路中间任一位置的行波监测设备之间的物理距离；

S4、分别采集输电线路两端的行波监测设备所检测的行波幅值以及输电线路中间位置的行波监测设备所检测的行波幅值，获得A点的行波幅值表达式M_A，获得B点的行波幅值表达式M_B，获得C点的行波幅值表达式M_C；

S5、根据输电线路上两段行波监测设备之间的物理距离、以及所述输电线路任一端的行波监测设备与输电线路中间任一位置的行波监测设备的物理距离、线路两端采集的故障行波幅值表达式和主波头极性，计算出故障点的位置。

优选的，步骤S4中，所述输电线路两端的行波监测设备所检测的行波幅值即为A、C两点所检测的行波幅值，A、C两点的行波幅值表达式分别为：

M_A＝M*e^-β(X)

M_C＝M*e^-β(L-X)