一种暂态录波型故障指示器波形比对测试方法与流程

本发明涉及配电自动化技术领域，具体是一种暂态录波型故障指示器波形比对测试方法。

背景技术

配电自动化是智能配电网的重要基础，而配电线路故障指示器是配电自动化系统中的重要组成部分，用以实现故障定位。暂态录波型故障指示器是故障指示器的主要类型之一。暂态录波型故障指示器录波性能的好坏直接决定了故障基础数据的准确性和故障研判结果的正确与否。因此，通过技术手段对暂态录波型故障指示器进行录波性能测试，是暂态录波型故障指示器现场应用的重要工作。

目前针对暂态录波型故障指示器的录波性能测试中，还没有较为准确和可观的波形研判方案，影响了暂态录波型故障指示器的性能验证和现场应用。本发明提出了一种基于相似度运算的暂态录波型故障指示器波形比对测试技术，通过波形相似度算法，列举了五个类型的判断因素，综合研判暂态录波型故障指示器的录波性能。

技术实现要素：

本发明提供了一种暂态录波型故障指示器波形比对测试方法，能够通过五个类型的判断因素综合对暂态录波型故障指示器及录波器录制的波形进行波形比对，综合验证暂态录波型故障指示器的录波性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种暂态录波型故障指示器波形比对测试方法，适用于暂态录波型故障指示器暂态性能分析，其具体特征如下包括步骤：

步骤一、在控制后台录入典型故障波形；

步骤二、将典型故障波形利用高精度功率放大器及电压、电流互感器进行信号放大，输入到真型配电线路反演典型故障波形；

步骤三、利用录波器、暂态录波型故障指示器分别进行录波，并记录波形文件；

步骤四、将录波器及暂态录波型故障指示器记录的波形采用相似度算法进行相似性比对，并判断暂态录波型故障指示器的录波性能。

进一步的，所述相似度算法通过5个判据进行录波性能判断，若所有判据均满足要求则认为故障指示器录波性能合格，所述5个判据通过采集5类特征量进行录波性能判断，所述5类特征量如下：

(1)波形暂态故障前、后的稳态有效值趋势；

(2)首个最大暂态特征量的幅值；

(3)首个最大暂态特征量及第二个最大暂态特征量之间的幅值差值；

(4)首个最大暂态特征量及第二个最大暂态特征量之间的时间差值；

(5)从故障突变点开始的两个故障周波周期内，幅值超过设定值m的次数。

进一步的，波形暂态故障前、后的稳态有效值趋势相同作为判据一，若录波器及暂态录波型故障指示器采集的波形各相电压、电流在故障前、后的稳态量趋势一致，则认为满足判据一，若有一相不一致，则认为不满足判据一。

进一步的，首个最大暂态特征量的幅值差在±10％以内为判据二，若录波器及暂态录波型故障指示器采集的波形的首个最大暂态特征量的幅值在±10％以内，则认为满足判据二，若不在±10％以内，则认为不满足判据二。

进一步的，首个最大暂态特征量及第二个最大暂态特征量之间的幅值差值在±10％以内为判据三，若录波器及暂态录波型故障指示器采集的波形的首个最大暂态特征量及第二个最大暂态特征量之间的幅值差值在±10％以内，则认为满足判据三，若不在±10％以内，则认为不满足判据三。

进一步的，首个最大暂态特征量及第二个最大暂态特征量之间的时间差值在±10％以内为判据四，若录波器及暂态录波型故障指示器采集的波形的首个最大暂态特征量及第二个最大暂态特征量之间的时间差值在±10％以内，则认为满足依据四，若不在±10％以内，则认为不满足判据四。

进一步的，从故障突变点开始的两个故障周波周期内，幅值超过设定值的次数相同为判据五，若录波器及暂态录波型故障指示器采集的波形的超过设定值的次数相同，则认为满足依据五，若不同，则认为不满足判据五。

进一步的，故障突变点的查找原理为：取故障前稳态有效值为基准，从录波波形起点开始搜索，第一个大于故障前稳态有效值的点作为故障突变点。

本发明中所述的暂态录波型故障指示器波形比对测试方法能够通过波形比对原理，测试暂态录波型故障指示器的性能指标，弥补了现有暂态录波型故障指示器录波性能测试方面的空缺。能够提高暂态录波型故障指示器的检测效率，创造显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明暂态录波型故障指示器波形比对测试方法的流程示意图；

图2为本发明测试方法中判据一处理方案示意图；

图3为本发明测试方法中判据二、三、四处理方案示意图；

图4为本发明测试方法中判据五处理方案示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示为本发明暂态录波型故障指示器波形比对测试方法的流程示意图，所述方法通过波形相似度算法，列举了五个类型的判断因素，综合研判暂态录波型故障指示器的录波性能。

本发明具体实施方式为，在通信正常的情况下，在控制后台录入典型故障波形，将典型故障波形利用高精度功率放大器及电压、电流互感器进行信号放大，输入到真型配电线路，利用录波器、暂态录波型故障指示器分别进行录波，并记录波形文件。将录波器及暂态录波型故障指示器记录的波形进行相似性比对，并判断暂态录波型故障指示器的录波性能。

波形比对采用相似度算法进行相似性比对，所述相似度算法采集5类特征量进行录波性能判断，各项判据的判断内容及实现方式如下：

如图2所示，利用波形的首个整周波计算a相电流故障前有效值ia1，再利用第12个周波(根据相关规范要求，暂态录波型故障指示器录波范围为12个周波，其中故障点前预录4个周波)计算a相电流故障后有效值ia2，比较ia1及ia2的大小，记录为ma，若ia1≥ia2记录为1，若ia1＜ia2记录为0，利用此方法计算b及c相电流有效值的比较结果mb、mc；再利用同样的方法计算三相电压有效值的比较结果na、nb、nc。若对于录波器及暂态录波型故障指示器录制的波形，六个特征值均相同，则认为满足判据一。

判据二、首个最大暂态特征量的幅值

选取三相电流量进行此项分析计算，以a相为例，利用波形的首个整周波计算a相电流故障前最大瞬时值ia3，按波形时间顺序进行查找，直至找到第一个大于瞬时值大于ia3的点，将此点记为突变点。再根据突变点按波形时间顺序查找到直至零点，将突变点到零点之间的最大值记为首个最大暂态特征量ia4(如图3所示)。若故障未发生在a相，即找不到大于ia3的值，则依次在b相、c相重复此步骤，直至找到首个最大暂态特征量的幅值，若对于录波器及暂态录波型故障指示器录制的波形，此特征值的差值在±10％以内，则认为满足判据二。

判据三、首个最大暂态特征量及第二个最大暂态特征量之间的幅值差值

选取三相电流量进行此项分析计算，以a相为例，找到突变点之后，根据突变点按波形时间顺序查找到直至零点，将突变点到零点之间的最大值记为首个最大暂态特征量ia4。再从零点找到第二个零点，将两个点之间的最大值记为第二个最大暂态特征量ia5(如图3所示)，将ia4及ia5之间的差值记为最大幅值差|ia|。若故障未发生在a相，则依次在b相、c相重复此步骤，直至找到最大幅值差，若对于录波器及暂态录波型故障指示器录制的波形，此特征值的差值在±10％以内，则认为满足判据三。

判据四、首个最大暂态特征量及第二个最大暂态特征量之间的时间差值

选取三相电流量进行此项分析计算，以a相为例，找到突变点及两个最大暂态特征量ia4及ia5后，将ia4及ia5之间的时间差值记为极值时间差t(如图3所示)。若故障未发生在a相，则依次在b相、c相重复此步骤，直至找到极值时间差，若对于录波器及暂态录波型故障指示器录制的波形，此特征值的差值在±10％以内，则认为满足判据四。

判据五、从故障突变点开始的两个故障周波周期内，幅值超过设定值的次数。

选取零序电流量进行此项分析计算，找到突变点及首个最大暂态特征量后，以首个最大暂态特征量的60％为基准，将其绝对值记为|ia6|(如图4所示)，扫描12个周波，记录瞬时值的绝对值超过60％|ia6|的次数。若对于录波器及暂态录波型故障指示器录制的波形，次特征值相同，则认为满足判据五。

在根据波形完成五项判据的判定之后，若五项判据均满足，则认为暂态录波型故障指示器的录波性能合格，若有一项或多项判据不满足要求，则认为暂态录波型故障指示器的录波性能不合格。

本发明中所述的暂态录波型故障指示器波形比对测试方法能够通过波形比对原理，测试暂态录波型故障指示器的性能指标，弥补了现有暂态录波型故障指示器录波性能测试方面的空缺。能够提高暂态录波型故障指示器的检测效率，创造显著的社会效益和经济效益。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。