[发明专利]一种输电线路行波故障数据片段自适应截取方法

说明书

本发明涉及一种输电线路行波故障数据片段自适应截取方法，属于输电线路故障定位技术领域。首先读取行波装置同步采集的多通道电流行波数据，对故障电流行波进行绝对值求和，将结果为最大值的通道确定为故障通道。对故障通道的原始故障电流按固定宽度滑窗累加成新的电流序列，使用CUSUM算法对新电流序列数据提取波形突变的起点，对故障通道中的突变点后的电流行波数据进行差分，根据每次差分的收敛程度获得需要的自适应故障窗口终点，按比例折算获得突变起点前的预触发数据长度，实现自适应的故障电流行波波形有效数据片段的截取。本发明提出的故障数据片段自适应截取方法不受故障位置、故障电阻、故障初相角影响。

技术领域

本发明涉及一种输电线路行波故障数据片段自适应截取方法，属于输电线路故障定位技术领域。

背景技术

目前，输电线路的单端测距和双端测距仍存在题：例如工频分量法由于理论限制，无法根本上消除对端助增电流的影响，实际应用误差相对较大；随着行波测距装置的大量普及，积累的线路故障实录波形有助于有效分析行波特征来用以故障测距和故障分析，行波法理论上不受系统运行方式和过渡电阻影响，测距精度高于工频分量法，但是行波法的关键在于行波的准确辨识，而工程现场行波波形复杂，波头辨识困难，无效的波头辨识将导致处理复杂甚至定位结果错误。由于输电线路故障波形形态主要由故障类型、网络的拓扑结构及保护装置等相关，对于波头的标定、故障类型的识别、故障的位置等分析，都需要合适的数据窗大小，因此，分析故障波形时，选择一个合适的时窗来凸显波形的特征是非常必要的，但是如今测量时窗都是根据人工分析，依赖于人工经验，缺乏一种适用于机器自适应确定窗口的方法，迫切需要一种自适应窗口大小截取波形故障特征量，有利于对不同类型故障波形自动识别和定位。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种输电线路行波故障数据片段自适应截取方法，能有效截取故障前后的包含行波的时域波形，并基于波形自身的高频分量的衰减确定截取范围，有效保留波形的主导特征，从而解决目前输电线路故障行波数据由于数据窗选择不合理导致行波波头特征识别困难的问题。

本发明的技术方案是：一种输电线路行波故障数据片段自适应截取方法，首先读取行波装置同步采集的多通道电流行波数据，对故障电流行波进行绝对值求和，将结果为最大值的通道确定为故障通道。对故障通道的原始故障电流按固定宽度滑窗累加成新的电流序列，使用CUSUM算法对新电流序列数据提取波形突变的起点，对故障通道中的突变点后的电流行波数据进行差分，根据每次差分的收敛程度获得需要的自适应故障窗口终点，按比例折算获得突变起点前的预触发数据长度，实现自适应的故障电流行波波形有效数据片段的截取。

具体步骤为：

Step1：读取多通道COMTRADE格式的故障电流行波数据，记为：

i＝[i₁，i₂，i₃，···i_n] (1)

式中，n为通道总数；

Step2：对各通道电流故障数据分别进行绝对值计算并进行求和，将计算结果最大值的通道确定为故障行波电流通道，故障电流行波数据为i_source；

Step3：对故障电流行波数据i_source按固定step宽度的滑窗进行累加，所得结果为i_step；step可选取为通道总数的十倍。

Step4：利用式(2)进行CUSUM变换对故障行波数据进行处理，处理后的信号记为g_step；

式中，g_step(0)为初值，μ(i)为i_step在i之前的数据的均值，σ(i)为i_step在i之前的数据的标准差；