基于能量比法的输电线路故障检测的制作方法

本发明涉及一种采用基于各频带能量比值分析的输电线路故障检测方法，适用于高压直流输电线路，属于电力技术领域。

背景技术：

与交流输电方式相比，直流输电更适合于远距离的电能输送，而直流输电线路作为长距离电能输送的工具，是直流输电方式的重要组成部分。但由于直流输电线路跨距远，沿途所经历的环境较为恶劣，是直流输电系统中故障高发区段。直流输电线路发生故障主要有以下原因：一是由于自然灾害导致输电线路发生故障；二是输电线路表面发生沿面放电现象。输电线路跨距大，人工巡线及为困难，因此迫切需要合适的故障检测方法将故障区域缩小以保证直流输电线路在发生故障时能够及时被检修。

直流输电线路发生故障时，产生丰富的暂态信息量，此暂态信息中含有足够的故障信息，直流输电线路发生不同的故障会产生不同的暂态信息，因此将“参数分离分析思想”和“多参数综合评估思想”引入直流输电线路的故障检测中。“参数分离分析思想”可以充分利用各频带的暂态信息来准确高效地进行直流输电线路的故障检测，是将杂糅在一起的数据进行分离，把整个的信息按一定规律分离，对分离出来的各个数据加以分析并将不需要的数据剔除，消除各数据相互杂糅在一起产生的干扰。“多参数综合评估思想”是将分离出来的各类数据在经过处理后进行融合，使用多个参数判定从而提高系统决策的准确性，完成目标识别和数据处理任务。在暂态信息分离的过程中常用到傅里叶变换、快速傅里叶变换、小波变换、s变换等方法。小波变换依赖于小波基的选择，不同的小波基可能得到的结果不同，可能会影响结果的准确性。

在直流输电线路发生故障后，将会产生向线路两端传播的暂态行波，产生的暂态量会引起线路两端的电压、电流发生改变，即改变输电线路能量。但是由于输电线路安装有换流器等电力电子器件会产生谐波，而且暂态行波在输电线路传播的过程中会发生衰减，引起测量电流、电压发生改变。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述故障检测方法的不足，针对当前高压直流输电线路暂态行波故障检测行波波头难以检测，判断准确度低，数据分离方法难以准确寻找到特定的频带信息等问题，开发一种基于能量比法的输电线路故障检测系统。该系统通过测量输电线路两端杆塔的电压、电流，计算出发生故障时输电线路的能量，将所得的能量进行分离提取出电力电子器件产生的谐波能量以及故障信号能量，进行比值分析；再对故障暂态信号能量进行分离，得出高频能量和低频能量，进行比值分析。将两个比值与输电线路正常运行时的各部分能量比值进行分析比较，实现故障检测。

附图说明

图1为输电线路正常运行时的示意图。

图2为输电线路正常运行时的能量示意图。

图3为输电线路故障时的示意图。

图4为输电线路故障时各能量的示意图。

图5为基于能量比法的输电线路故障检修流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施过程对本发明作进一步描述。

参见图3，输电线路原始信号使用电压互感器和电流互感器从输电线路两端的杆塔上提取。

参见图2，首先根据输电线路的特性确定故障阈值，而后对直流输电线路故障时的电压、电流进行采集，计算出故障后总暂态能量，使用s变换将电力电子器件谐波能量和故障暂态信号能量进行分离和比值处理，再对故障暂态信号能量进行s变换将高频暂态能量和低频暂态能量进行分离和比值处理，根据两比值对输电线路故障进行判断，得出结论。

该发明的关键是计算出故障时各能量的比值和正常时各能量的比值并确定阈值。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于能量比法的输电线路故障检测方法。该方法通过测量输电线路两端杆塔的电压和电流，计算出输电线路正常情况与故障时的能量，采用S变换将能量按频带不同进行分离，计算出电力电子器件的谐波能量和故障信号能量的比值、故障信号中的高频暂态能量和低频暂态能量的比值，通过与输电线路正常时的能量比进行比较，实现对故障的检测。

技术研发人员：夏向阳;朱鹏;赵威;周正雄
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2018.11.28
技术公布日：2019.01.25