基于录波数据的高压输电线路故障识别方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力工程技术领域，特别是涉及一种基于录波数据的高压输电线路故 障识别方法和基于录波数据的高压输电线路故障识别系统。
【背景技术】
[0002] 高压输电线路分布在广阔的区域，受各种自然灾害及其它环境因素的影响严重， 易发生各种类型的故障。根据电力系统的运行经验，通常输电线路的故障可分为两种：瞬 时性故障与永久性故障。瞬时性故障是指由雷电等引起的绝缘子表面闪络，也有大风引起 的碰线，鸟类及树枝等物体落在线路上引起的短路，以及线下树枝对地引起的放电等等。此 类故障在故障线路两侧的断路器跳开之后，故障电弧要经过一系列复杂的物理化学变化之 后自行熄灭，在重合闸动作之前，故障点的绝缘基本上重新恢复到正常水平，断路器合闸之 后整个系统可以投入正常运转，保持对用户继续供电。而永久性故障是指由于线路倒塔、断 线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障。在故障线路两侧的断路器跳开之后，此类故障点的绝 缘不能恢复，当断路器合闸之后，故障点仍然存在，线路还要被继电保护再次跳开，这不仅 对整个电力系统的安全、稳定运行混合供电的连续性与可靠性带来很多负面影响，同时可 能严重影响电气设备的寿命。据统计，超高压输电线路故障中超过90%为单相接地短路， 而其中80%以上又为瞬时性故障。在单相接地短路瞬时性故障发生后，快速使故障相断路 器合闸，恢复故障相供电，可以有效地提高电力系统的稳定性和供电连续性。因此，当系统 中发生故障时，能够快速准确的判别出故障类型对于电力系统的安全稳定运行具有重要的 意义。对于瞬时性故障，快速启动重合闸以恢复线路供电；对于永久性故障，闭锁重合闸回 路，避免二次冲击对系统的影响。
[0003] 输电线路发生故障后，广泛采用了自动重合闸装置来恢复系统供电，但是传统的 自动重合闸不能识别故障的类型，在断路器跳闸后经预先整定的固定延时重合。若重合于 永久性故障，则对电力系统造成的冲击要远大于第一次故障。传统重合闸未考虑重合失败 后的不利影响。自适应重合闸判别瞬时性故障和永久性故障，主要有基于瞬时性故障恢复 电压和基于瞬时性故障电弧特征的方法。基于瞬时性故障恢复电压的方法，在电容电压小 于线路互感电压时会造成误判，存在死区。修正判据虽然能提高判据的适用范围，但计算过 于复杂。此外，随着电网电压等级的提高，相应的过电压水平越来越低，需要安装一定数量 的并联电抗器限制特高压电网过电压。安装并联电抗器后，线路的恢复电压将更低、测量误 差将更大，基于恢复电压的判别方法将不再适用。基于瞬时性故障电弧特征的方法都利用 电弧的谐波性，只是处理方法不同而已。基于谐波含量和频带分析的方法无疑需要较高的 采样频率，且人工智能和小波技术的引入也增加了使用的复杂性。随着电网电压等级的提 高，超高速线路保护装置和高速断路器的应用使得一次电弧时间大大缩短，限制了基于一 次电弧电压频谱分析原理的方法的应用；电弧电压的谐波分量和CVT传变频带有限的矛盾 也会影响该方法的诊断结果。
[0004] 综上所述，目前应用的高压输电线路故障识别方法存在识别的准确性较低的问 题。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要针对目前应用的高压输电线路故障识别方法存在识别的准确性较 低的问题，提供一种基于录波数据的高压输电线路故障识别方法和基于录波数据的高压输 电线路故障识别系统。
[0006] -种基于录波数据的高压输电线路故障识别方法，包括以下步骤：
[0007] 获取高压输电线路故障发生前后录波装置记录的线路两端的电压波形数据和电 流波形数据；
[0008] 对所述电压波形数据和电流波形数据分别进行傅里叶分解，得到对应的电压实测 数据和电流实测数据；将所述电压波形数据和电流波形数据延迟设定的时间间隔，并分别 进行傅里叶分解，得到对应的电压延迟数据和电流延迟数据；
[0009] 把所述电压实测数据、电流实测数据、电压延迟数据和电流延迟数据分别以电压 的最大值为电压归一化基准值，以电流的最大值为电流归一化基准值，分别做归一化处理， 得到电压归一化实测数据、电流归一化实测数据、电压归一化延迟数据和电流归一化延迟 数据；
[0010] 计算电压归一化实测数据与对应的电压归一化延迟数据之间的广义相关系数大 小，计算电流归一化实测数据与对应的电流归一化延迟数据之间的广义相关系数大小，根 据所述广义相关系数的大小以及分布规律判断输电线路故障类型。
[0011] 一种基于录波数据的高压输电线路故障识别系统，包括：
[0012] 获取模块，用于获取高压输电线路故障发生前后录波装置记录的线路两端的电压 波形数据和电流波形数据；
[0013] 分解模块，用于对所述电压波形数据和电流波形数据分别进行傅里叶分解，得到 对应的电压实测数据和电流实测数据；将所述电压波形数据和电流波形数据延迟设定的时 间间隔，并分别进行傅里叶分解，得到对应的电压延迟数据和电流延迟数据；
[0014] 归一模块，用于把所述电压实测数据、电流实测数据、电压延迟数据和电流延迟数 据分别以电压的最大值为电压归一化基准值，以电流的最大值为电流归一化基准值，分别 做归一化处理，得到电压归一化实测数据、电流归一化实测数据、电压归一化延迟数据和电 流归一化延迟数据；
[0015] 判断模块，用于计算电压归一化实测数据与对应的电压归一化延迟数据之间的广 义相关系数大小，计算电流归一化实测数据与对应的电流归一化延迟数据之间的广义相关 系数大小，根据所述广义相关系数的大小以及分布规律判断输电线路故障类型。
[0016] 上述基于录波数据的高压输电线路故障识别方法和系统，通过获取高压输电线 发生故障前后录波装置记录的线路两端的电压、电流波形数据，然后对波形数据进行傅里 叶分解，得到实测数据，同时，将实测数据按照设定的时间间隔延迟，进行分解，得到延迟数 据；以实测数据和对应的延迟数据为基础，计算两者之间的相关关系，通过发生故障的数据 与正常数据的广义相关系数大小较小的原理，判断出输电线路故障类型，准确性更高。
【附图说明】
[0017] 图1为一实施例基于录波数据的高压输电线路故障识别方法流程图；
[0018] 图2为一实施例仿真电路模型示意图；
[0019] 图3为一实施例单相接地瞬时性故障送端电压波形图；
[0020] 图4为一实施例单相接地瞬时性故障送端电流波形图；
[0021] 图5为一实施例单相接地瞬时性故障受端电压波形图；
[0022] 图6为一实施例单相接地瞬时性故障受端电流波形图；
[0023] 图7为一实施例单相接地永久性故障送端电压波形图；
[0024] 图8为一实施例单相接地永久性故障送端电流波形图；
[0025] 图9为一实施例单相接地永久性故障受端电压波形图；
[0026] 图10为一实施例单相接地永久性故障受端电流波形图；
[0027] 图11为一实施例瞬时性故障送端0. 03S-0. 13S的电压波形图；
[0028] 图12为一实施例瞬时性故障送端0. 23S-0. 33S的电压波形图；
[0029] 图13为一实施例瞬时性故障送端0