[发明专利]单端辐射型配电网单相接地故障的定位方法

摘要

本发明公开了单端辐射型配电网单相接地故障的定位方法，利用测量点处初始零模电压行波首波头信号中特定频率幅值比和相位差来表征零模行波高频分量的畸变程度，其核心思想为，在配网仿真系统中的选定位置施加单相接地故障，提取馈线首末端零模电压行波首波头高频分量幅值和相位建立标准幅值比向量和相位差向量，通过将实际故障计算得到的幅值比和相位差与标准幅值比和相位差比较来选线及线路段定位，而分支定位则是根据零模电流行波首波头高频分量的能量来实现。仿真表明该方法不受电弧及同步测量误差等因素的影响，具有较高的经济性和较强的实用价值。

主权项

1.单端辐射型配电网单相接地故障的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在故障发生前，预先建立单端辐射型配电网系统的仿真模型，在系统子站母线处模拟单相接地故障，采集各馈线首端和末端处零模电压行波首波头信号，并提取这些信号中频率为ω的高频信号的幅值和相位；(2)对于任一馈线，计算该馈线首端与末端的零模电压行波首波头信号中频率为ω的高频信号的幅值比以及相位差绝对值，得到n维幅值比向量和n维相位差向量，n为配电网系统中的馈线数；(3)对于混合馈线，设某混合馈线由N段不同波阻抗线路组成，则该混合馈线的波阻抗不连续点的数目为N+1，分别在这N+1个点处模拟单相接地故障，采集N+1次该混合馈线首端和末端处零模电压行波首波头信号，并提取这N+1次信号中频率为ω的高频信号的幅值和相位，计算N+1次信号首端与末端的零模电压行波首波头信号中频率为ω的高频信号的幅值比以及相位差绝对值，得到N+1维幅值比向量和N+1维相位差向量；(4)实际配电网发生故障后，按照步骤(1)的方法提取各馈线首端和末端处零模电压行波首波头信号中频率为ω的高频信号的幅值和相位，并按照步骤(2)的方法得到实际故障后的n维幅值比向量和n维相位差向量；(5)计算步骤(2)得到的幅值比与步骤(4)得到的同一馈线的幅值比的比值，以及步骤(2)得到的相位差绝对值与步骤(4)得到的同一馈线的相位差绝对值的比值，得到n维幅值比比值向量和n维相位差比值向量；(6)分别找出n维幅值比比值向量、n维相位差比值向量中的最大元素，若两个向量的最大元素对应的是同一馈线，则该馈线即为故障线路，若两个向量的最大元素对应的是不同馈线，则将n维幅值比比值向量的最大元素对应的馈线作为故障线路；(7)若故障线路为混合馈线，将步骤(4)得到的n维幅值比向量和n维相位差向量中该故障线路对应的元素分别与步骤(3)得到N+1维幅值比向量和N+1维相位差向量中所有元素对应地进行比较，从N+1维幅值比向量和N+1维相位差向量中找出满足下式的元素：SARm≥a≥SARm+1SPDw≤p≤SPDw+1上式中，a为步骤(4)得到的n维幅值比向量中故障线路对应的元素，p为步骤(4)得到的n维相位差向量中故障线路对应的元素，SARm为N+1维幅值比向量中的第m个元素，SPDw为N+1维相位差向量中的第w个元素，m,w∈[1,N]，若SARm与SPDw对应的是同一线路段，则该线路段为故障线路的故障线路段，若SARm与SPDw对应的是不同线路段，则SARm对应的线路段为故障线路的故障线路段；(8)若故障线路为分支馈线，提取该分支馈线各分支点处零模电压行波首波头信号中频率为ω的高频信号的复向量；(9)计算各分支点零模电压行波首波头信号中频率为ω的高频信号的复向量的能量，则能量最大的分支即为该故障线路的故障分支。