。Um,.为量测端线模电压，iM,s为量测端线模电流， X为离开量侧端的距离，r,单位长度的线模电阻，Z。,历线模波阻抗，V,线模波速度。
[00巧]第四步、计算正向行波与反向行波：
[0056] 正向电压行波为：
[0057]u+x,s= (u、s+Zc,six,s)/2 (4)
[005引反向电压行波为
[0059] u、s= (Ux,s-Zc,si、s)/2妨
[0060] 式中，<历距离量测端X处的正向行波，UX,历距离量测端为X处的反向行波， Uy,,为距离量测端X处的电压行波，i为距离量测端X处的电流行波。
[0061] 第五步、采用如式（4)和（5)提取正向行波和反行波的突变：首先，采用差分运算 得到r心,+W和(0;
[0064] (0为正向行波的差分结果，:始妈为反向行波的差分结果。Δ t为采样间隔。
[0065]其次，计算差分结果Cdif在一段时间的能量S2u(x，t)，即：
[0068]式中，为正向行波在一段时间内的能量，A,,-(.V)为反向行波在一段时间 内的能量。
[006引第六步、构建测距函数：根据式做和式（9)得到(Λ·，0和的)，:并在 [t0，t0+l/(2v)]时窗长度内，按照式（10)得到测距函数，即：
[0070]
川
[00川式中，Vt2为积分上、下限。
[0072] 第屯步、获取故障距离：若在[te，te+l/(2v)]时窗长内，测距函数只有一个突变 点，可W根据突变点的极性判断出故障位于半线长之之内还是之外，继而得到故障距离。
[0073] 即若测距函数在线路全长范围内只有一个负的突变点，则故障位于半线长之内， 且故障点离开Μ端X;
[0074] 若测距函数在线路全长范围内只有一个正的突变点，则故障位于半线长外，且故 障点离开Μ端X' =^χ。
[00巧]若测距函数在沿线分布中有多个突变点，需采用测后模拟确定故障位置突变点。
[0076] 实施例1图1所示的输电线路为例，线路距离沾益49km发生接地故障。
[0077] 根据说明书中步骤一通过量测端获取到1. 51/v时窗长度的行波数据；根据步骤 二利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波得到Um=ikXZ。;根据步骤Ξ计算 电压行波和电流行波沿线路分布Ux,,(x，t)和ix,,(x，t);根据步骤四计算正向行波与反向 行波和U根据步骤五计算提取正向行波和反行波的突变,,(/)和WW及能量 义片0和(-W)。根据步骤六构建测距函数fu(x)。巧鹏函数的突变沿线分布的结果如图 2所示。由图2可知，在[te，te+l/(2v)]时窗长内，测距函数只有一个突变点，且该突变点 的极性为正，可知故障距罔X二^23. 7 = 48. 2虹1。
[0078] 实施例2 图3所示的输电线路为例，线路距离苏屯43. 1km发生接地故障。
[0079] 根据说明书中步骤一通过量测端获取到1. 51/v时窗长度的行波数据；根据步骤 二利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波得到Um=ikXZ。;根据步骤Ξ计算 电压行波和电流行波沿线路分布Ux,,(x，t)和ix,,(x，t);根据步骤四计算正向行波与反向 行波U+X,,和UX,,;根据步骤五计算提取正向行波和反行波的突变郝W及能 量片〇和Sj,,- (W)。根据步骤六构建测距函数fu(x)。测距函数的突变沿线分布的结果如 图4所示。由图4可知，在[te，te+l/(2v)]时窗长内，测距函数只有一个突变点，且该突变 点的极性为负，可知故障距离Xf= 42. 9虹1。
[0080] 实施例3 :W图5所示的输电线路为例，线路距Μ端70km发生接地故障。
[0081] 根据说明书中步骤一通过量测端获取到1. 51/v时窗长度的行波数据；根据步骤 二利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波得到Um=ikXZ。;根据步骤Ξ计算 电压行波和电流行波沿线路分布Ux,,(x，t)和ix,,(x，t);根据步骤四计算正向行波与反向 行波和U根据步骤五计算提取正向行波和反行波的突变(0和（0W及能量 iw)和S:"- (.V)。根据步骤六构建测距函数fu(x)。测距函数的突变沿线分布的结果如图 6所示。由图6可知，在[te，te+l/(2v)]时窗长，测距函数只有一个突变点，且该突变点的 极性为负，可知故障距离Xf= 69. 8虹1。
[0082]W上结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述 实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可W在不脱离本发明宗旨的前 提下作出各种变化。
【主权项】
1. 一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测距法，其特征在于：首先 由高速采集装置获得量测端故障电流行波数据，并截取故障初始行波到达前l/(2v)时窗 长度和故障初始行波到达后1/v时窗长度，即总共1. 51/v时窗长度的行波数据；其次利用 相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波；再次根据上述方法得到的电流行波和电 压行波，利用贝杰龙公式计算在l/(2v)时窗长度电压行波和电流行波沿线分布；最后构建 测距函数，并根据测距函数沿线的突变点得到故障距离，其中1为线路全长。2. 根据权利要求1所述的基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测距法， 其特征在于具体步骤为： 第一步、读取行波数据：由高速采集装置获得的量测端故障电流行波数据，并截取故障 初始行波到达前l/(2v)时窗长度和故障初始行波到达后1/v时窗长度，即总共1. 51/v时 窗长度的行波数据； 第二步、利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波，即： Um=ikXZe (1) 式中，1?为量测端电压，ik为最长健全线路量测端电流，Zc为线路波阻抗； 第Ξ步、计算方向行波沿线路分布：根据步骤（1)和步骤（2)得到的电流行波和电压行 波，利用贝杰龙公式计算在[te，te+l/(2v)]时窗长度电压行波和电流行波沿线分布，其中 t。为故障初始行波到达量测端的时刻即：式中，下标S表示模量，S= 1，2, 为量测端线模电压，i为量测端线模电流，X为 离开量侧端的距离，r.单位长度的线模电阻，Z为线模波阻抗，Vg线模波速度； 第四步、计算正向行波与反向行波： 正向电压行波为： u+x,s= (u、s+Zc,six,s)/2 (4) 反向电压行波为 Ux's= (Ux's"Zc'six's)/2 (5) 式中，u+y,,为距离量测端X处的正向行波，uy,,为距离量测端为X处的反向行波，u距离量测端X处的电压行波，iy,,为距离量测端X处的电流行波； 第五步、采用如式（4)和（5)提取正向行波和反行波的突变：首先，采用差分运算得到 C"心"'(/)和v"-W:C,, 为正向行波的差分结果，(0为反向行波的差分结果，Δt为采样间隔； 其次，计算差分结果Cdif在一段时间的能量S2u(x，t)，即：式中，的）为正向行波在一段时间内的能量，为反向行波在一段时间内的 能量； 第六步、构建测距函数：根据式（8)和式（9)得到和5;"_片^)，并在[tu，tu+l/ (2v)]时窗长度内，按照式（10)得到测距函数，即：(61:0) 式中，ti、t2为积分上、下限； 第屯步、获取故障距离：若在[te，te+l/(2v)]时窗长内，测距函数只有一个突变点，可W根据突变点的极性判断出故障位于半线长之之内还是之外，继而得到故障距离； 即若测距函数在线路全长范围内只有一个负的突变点，则故障位于半线长之内，且故 障点离开Μ端X ; 若测距函数在线路全长范围内只有一个正的突变点，则故障位于半线长外，且故障点 离开Μ端X' = 若测距函数在沿线分布中有多个突变点，需采用测后模拟确定故障位置突变点。
【专利摘要】本发明涉及一种基于方向行波分解及距离标定的架空线路单端行波测距方法，属于电力系统继电保护技术领域。本发明为首先由高速采集装置获得量测端故障电流行波数据，并截取故障初始行波到达前l/(2v)时窗长度和故障初始行波到达后l/v时窗长度，即总共1.5l/v时窗长度的行波数据；其次利用相邻健全线路电流行波和波阻抗来构造电压行波；再次根据上述方法得到的电流行波和电压行波，利用贝杰龙公式计算在l/(2v)时窗长度电压行波和电流行波沿线分布；最后构建测距函数，并根据测距函数沿线的突变点得到故障距离。其中，l为线路全长。本发明利用贝杰龙线路模型具有沿线长维度上的高通滤波器作用，易于实现单端测距的自动化。
【IPC分类】G01R31/08
【公开号】CN105403813
【申请号】CN201510943291
【发明人】束洪春, 田鑫萃, 王书领
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月16日