[发明专利]一种基于初始行波时差关系的多分支配电网故障测距方法

说明书

本发明公开了一种基于初始行波时差关系的多分支配电网故障测距方法，属于配电网保护与控制领域，该方法在配电网主干线首末两端与各分支末端节点配置相关行波同步检测装置，首先根据变电站各主干线首末两端初始行波时差关系确定故障线路，然后对故障线路划分主‑分区段，根据线路参数构建主‑分区段特征时差矩阵，利用行波初始波头到达各检测装置时差构建主‑分区段真实矩阵，近而形成故障区段判别矩阵，确定故障区段，最后利用故障区段真实时差行波双端测距。该发明适用于多分支配电网故障测距，不受故障类型、故障位置、过渡电阻的影响，测距精度较高，具有较好的经济性和较强的实用价值。

技术领域

本发明属于配电网保护与控制领域，具体涉及一种基于初始行波时差关系的多分支配电网故障测距方法。

背景技术

电力能源在当今以成为世界各国的经济命脉，配电网更是电力系统与用户联系最为紧密的环节，故障的发生会对用户、供电稳定性和电能质量造成重要影响。因此，通过故障测距技术快速找到故障位置对提高配电网故障处理效率、减少故障损失有重要意义。

行波法是一种高精度故障定位方法，且受线路拓扑结构、系统运行方式影响小，在输电网中得到广泛应用。行波法根据信息来源可分为单端法和双端法。单端法需要对行波初始波以及故障点反射波进行准确识别，在网络结构复杂的配电网中实现困难。双端法仅利用两侧故障初始行波到达时刻，识别容易，定位精度较高，更适用于配电网故障定位。《基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法》提出了多组双端法综合的故障测距方法，该方法原理简单，但对行波到达时间测量精度要求较高，存在一定误差时，测距效果不理想。《A novel traveling wave fault location method based on distance proportionand time difference for distribution network》提出了利用各线路首末端初始行波时差进行故障选线的方法，但故障位置没有进一步确定，更无法对多分支配电网进行精确定位。《利用行波到达时差关系的配电网故障定位算法》提出了利用初始行波时差关系进行故障定位方法，但需对线路按一定的间距进行等分，过程较为复杂。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种多分支配电网故障下初始行波电压分量时差关系的故障测距方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于初始行波时差关系的多分支配电网故障测距算法，包括如下步骤：

步骤1：对于拓扑结构确定的电网，假设变压器母线有n条出线，分别标记为AM₁,AM₂,…AM_n，根据拓扑结构和线路参数，计算行波从各条出线首端传播至末端分别所需的时间，并构成特征时差矩阵G＝[ΔT₁…ΔT_i…ΔT_n]，其中1,2…n为各出线编号；

步骤2：假设各出线首末两端均安装行波同步检测装置，故障发生后，将各检测装置获取的线模电压行波分别进行小波变换，获得初始行波到达各检测装置的时刻，计算各线路首末两端初始行波到达时刻时差，构成真实时差矩阵H＝[Δt₁…Δt_i…Δt_n]；

步骤3：将特征时差矩阵与真实时差矩阵作差，得到故障线路判别矩阵α＝[α₁…α_i…α_n]，其中，任一线路i的判别时差α_i＝ΔT_i-Δt_i；设判别时差裕度δ＝1.0us，若故障线路判别时差大于δ，非故障线路判别时差小于等于δ，则据此能够判断出故障线路；

步骤4：对故障线路进行主-分区段划分，主-分区段定义及划分规则为：