[发明专利]一种基于行波图像特征的架空线-电缆混合线路故障定位方法

权利要求书

1.一种基于行波图像特征的架空线-电缆混合线路故障定位方法，其特征在于，包括能够实现架空线-电缆混合线路中的单相接地、两相接地、两相短路和三相短路的故障定位，适用于含单一电缆的混合线路、含多电缆多分支的混合线路等多种线路类型；其具体步骤如下：

步骤1：当线路发生故障时，线路为故障运行状态，从故障点产生故障行波向线路首末端传播，在线路首末端安装行波测量装置测量三相故障行波；

步骤2：对故障行波相模变换解耦得到线模分量，u_a、u_b、u_c为三相电压，u₁、u₂为经过变换后的线模电压，u₀为经过变换后的零模电压，相模变换公式为：

步骤3：对线模电压u₁进行图像变换，利用格拉姆角场进行数值缩放、极坐标转换和三角函数变换，通过卷积处理增强特征识别效果，并由主对角线恢复卷积后的时间序列，确定故障行波的到达时刻；

步骤4：根据故障初始行波的到达时刻，对初始行波能量进行计算，得到到达两端测量点的行波能量之比，与理论值对比可以确定故障区段；线路x处在时刻t1到时刻t2的行波能量为：

步骤5：由各反射波与初始波计算可得行波传播时间差，对应着故障行波在各区段或者故障区段的传播时间，确定故障区段后可以利用行波传播时间差来对反射行波的传播进行路径匹配；根据反射波和初始波传播的时间差结合在各区段的波速度计算折反射距离，并根据故障行波的折反射特征和幅值极性确定故障点，实现故障定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于行波图像特征的架空线-电缆混合线路故障定位方法，其特征在于：在步骤3中，利用格拉姆角场对时间序列X图像变换的公式为：

3.根据权利要求1所述的一种基于行波图像特征的架空线-电缆混合线路故障定位方法，其特征在于：在步骤3中，卷积处理的卷积核为：

4.根据权利要求1所述的一种基于行波图像特征的架空线-电缆混合线路故障定位方法，其特征在于：在步骤4中，测量设备采样的时间间隔Δt计算得到，公式为：

因此，得到到达两端测量点的行波能量之比(W_m/W_N)_实测，与理论值对比可以确定故障区段位于架空线MA段。

5.根据权利要求1所述的一种基于行波图像特征的架空线-电缆混合线路故障定位方法，其特征在于：在步骤5中，根据反射波和初始波传播的时间差结合在各区段的波速度计算折反射距离，其中，折反射距离计算公式为：

D_i＝v(t_i-t₁)/2

式中：v为架空线或电缆波速度，由行波传播路径决定；t_i(i＝2，…，n)为各反射行波到达时刻；t₁为初始行波到达时刻。