一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法
【专利摘要】本发明公布了一种基于线模行波突变的配电网接地故障测距方法，包括以下步骤：（A）在配电网的首端三相同时注入相同的电压脉冲，并检测三相返回的电压行波；（B）对步骤（A）得到的各相电压行波利用相模变换矩阵变换到模量，进而得到线模电压行波；（C）对步骤（B）得到的线模电压行波进行差分求导，得到第一个非零突变点的时刻，进而得到行波的传播时间；（D）将步骤（C）得到的传播时间代入测距公式，求得故障距离。本发明通过首端三相同时注入高压脉冲后检测线模电压行波突变进行故障测距，解决了配网三相不平衡负载造成伪故障点的问题。
【专利说明】一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种行波测距方法，具体是指一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的注入行波测距方法。
【背景技术】
[0002]我国的6~35kV配电网一般采用中性点非直接接地方式运行，发生占总故障50%~80%的单相接地故障后，传统的处理方法通过人工巡线查找故障点，费时费力。研究准确有效的单相接地故障定位方法，对于提高配电网供电可靠性、减少停电损失有重要意义。
[0003]现阶段配电网故障定位方法的发展方向主要有两类:基于配网自动化系统的方法和行波法。基于配网自动化系统的方法从理论上说最简单，即利用线路负荷开关处装设的FTU实现故障分段定位。但这种方法的前提是实现配网自动化，而我国大部分地区都还没有配备先进的配网自动化系统。行波法是基于故障距离与行波从故障点传输到检测点的时间成正比的原理，又分为单端法和双端法。由于配电网络多终端多分支的特点，双端法并不适用，而利用故障产生行波的单端法也存在故障点第一次反射波难以识别的问题。C型行波法，也即单端注入行波法，通过在线路始端注入检测信号，并利用注入信号与故障点返回信号的时差来确定故障距离，这种方法从理论上说在配电网中是可行的。
[0004]对于结构复杂的配电网络，检测端接收到的信号为故障点、分支点和分支末端等的多重折反射波的叠加，难以仅利用故障相注入后得到的波形找到故障点的反射波，通常采用以下两种方式提取故障点反射波:一种是在系统未发生故障前分别向每相注入高压脉冲信号得到每相非故障的行波波形并存储，线路发生故障后向故障相注入相同的高压脉冲信号得到故障情况波形，将故障相故障情况和非故障情况得到的两组波形数据相减提取故障信息，但是由于配网系统不稳定性较高，线路拓扑结构及用户负载随时都有可能发生变化，因此存在误判的可能性；另一种是在故障后分别向故障相和非故障相注入高压脉冲，然后将得到的故障相和非故障相的波形数据相减，将第一个非零突变点作为故障点反射信息。但是配电网分支多，且分支上往往通过配电变压器接有三相不平衡负载。当不平衡负载到首端的长度小于故障距离时，第一个差异点就可能来自于不平衡负载，而非故障点信息，即出现伪故障点，导致测距错误。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障测距方法，从线路首端三相同时注入高电压脉冲，测得各相返回的行波数据，用线模分量的首次出现构造判据进行故障测距，可消除线路结构多变性和不平衡负载对测距的影响。
[0006]本发明的目的通过下述技术方法实现:
一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法，包括以下步骤:
(A)在配电网的首端三相同时注入相同的高电压脉冲，并检测三相返回的电压行波；
(B)对步骤(A)得到的各相电压行波利用相模变换矩阵变换到模量，进而得到线模电压行波；
(C)对步骤(B)得到的线模电压行波进行差分求导，得到第一个非零突变点的时刻，进而得到行波的传播时间；
(D)将步骤(C)得到的传播时间代入测距公式，求得故障距离。
[0007]所述步骤(B)中的相模变换按照以下公式进行处理:
【权利要求】
1.一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法，其特征在于，包括以下步骤: (A)在配电网的首端三相同时注入相同的高电压脉冲，并检测三相返回的电压行波； (B)对步骤(A)得到的各相电压行波利用相模变换矩阵变换到模量，进而得到线模电压行波； (C)对步骤(B)得到的线模电压行波进行差分求导，得到第一个非零突变点的时刻，进而得到行波的传播时间； (D)将步骤(C)得到的传播时间代入测距公式，求得故障距离。
2.根据权利要求1所述的一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法，其特征在于，所述步骤(B)中的相模变换按照以下公式进行处理:
3.根据权利要求2所述的一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法，其特征在于，^采用卡伦鲍厄变换或克拉克变换矩阵。
4.根据权利要求3所述的一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法，其特征在于，卡伦鲍厄变换:
5.根据权利要求3所述的一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法，其特征在于，克拉克变换矩阵:
6.根据权利要求1所述的一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法，其特征在于，所述步骤(C)包括以下步骤: (Cl)对线模电压行波进行差分求导处理，计算公式如下:
7.根据权利要求1所述的一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法，其特征在于，所述步骤(D)按照以下公式进行计算:
【文档编号】G01R31/11GK103809082SQ201410052861
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】舒勤, 周聪聪, 钟俊, 韩晓言, 董丽梅 申请人:四川大学