[发明专利]一种配电网多分支架空-电缆混合线路接地故障定位方法及装置

权利要求书

1.一种配电网多分支架空-电缆混合线路接地故障定位方法，其特征在于，包括：

步骤1，将配电网每条分支线路均按照架空线路和电缆两种线路类型划分得到若干区段，在每相邻两个区段连接处设置1个模拟故障点；另外在配电网的母线设置观测点，并在观测点设置行波采集装置；

步骤2，行波采集装置记录的每个模拟故障点反射的行波信号中截取预设时间窗的行波信号，并采用连续小波变换对预设时间窗的行波信号进行时-频分解得到行波全波形；所有模拟故障点对应的全波形构建得到电网行波全波形数据库；

步骤3，当电网发生实际故障后，从实际故障点反射的初始行波到达检测点的时刻t₁开始，截取预设时间窗的行波波形，并采用连续小波变换对预设时间窗的行波信号进行时-频分解得到全波形；

步骤4，将实际故障行波全波形与电网行波全波形数据库中的每个行波全波形进行对比，确定实际故障所在分支线路、区段和线路类型；设实际故障所在区段F的前方有m个架空线路区段和n个电缆线路区段；

步骤5，根据步骤3初始行波到达时刻t₁，以及步骤4确定的实际故障所在分支线路、区段和线路类型，计算实际故障至母线的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4的具体对比方法为：

步骤4.1，针对实际故障行波全波形以及电网行波全波形数据库中的每个行波全波形，均将每个频段的连续小波系数在时域上进行等分为N个时间小块，按以下计算行波全波形在每个频段每个时间小块的能量，每个行波全波形的所有频率所有时间块的能量构成时大小为M×N的能谱矩阵E：

其中，E(j,i)表示行波全波形在第j个频段第i个时间小块的能量，d_j(k)表示行波全波形在第j个频段内第k个采样点对应的连续小波系数；i₁和i_N为第i个时间小块的起始与结束采样点，M为行波全波形进行时-频分解的频段数；

步骤4.2，根据每个模拟故障点对应的能谱矩阵E_G和实际故障行波全波形的时-频能谱矩阵，计算实际故障与每个模拟故障点之间的故障行波波形相关性D_AG，并归一化得到波形相关系数ρ_AG，其中最大关系数对应的模拟故障点N_n所在分支线路即为实际故障所在分支线路；其中波形相关性和相关系数的计算公式为：

步骤4.3，搜索模拟故障点N_n左右预设距离范围内的所有模拟故障点，提取步骤3对应计算得到的波形相关系数，取其中相关系数最大的两个模拟故障点，该两个模拟故障点之间的区段即为实际故障点所在线路区段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5按以下方式计算实际故障至母线的距离L：

若实际故障所在区段的线路类型为架空线路，则

若实际故障所在区段的线路类型为电缆线路，则

式中，v₁和v₂分别为行波线模分量在架空线路和电缆上的传播速度，l_o,i为实际故障所在分支线路上第i个区段的架空线路的长度，l_c,j为实际故障所在分支线路上第j个区段的电缆线路的长度，l_a为母线与实际故障所在分支线路的分叉点至检测点的距离，v₀为行波线模分量在母线上的传播速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，重复步骤3-5共K次，设第k次测得实际故障至母线的距离为L_i，使用K个距离进行最小二乘估计，得到融合测距结果其中最小二乘估计表示为：

若某次测得的实际故障至母线的距离L_a与融合测距结果相距超过预设值，则认为该次测得到的距离L_a为不良数据，将该数据L_a剔除，使用其余实际故障至母线的距离L_i,i≠a重新计算融合测距结果

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，N＝100。