基于行波的故障定位方法

摘要

本发明公开了一种信噪比较低时，基于行波的故障定位方法。由于高压输电线路电容效应的增强，使行波在线路上传播衰减较大，尤其当高阻故障或低电压初始角接地故障发生后，行波初始能量已经很低，经过线路电容衰减后能量较低，基本上被噪声淹没。所以就目前使用行波定位方法，如果不对采样信号进行预处理，而直接使用小波变换进行故障定位并不能得到正确的结果。这里提出首先使用平均滑动滤波器对采样信号进行预处理，之后使用B spline小波变换实现故障定位。由于平均滑动滤波器能够有效的抑制噪声，而不衰减突变信号，所以在此基础上使用B spline小波变换可以实现低信噪比时的故障定位。

权利要求

1.一种基于行波故障定位的方法，用于实现信噪比较低时行波信号准确定位，该定位方法基于滑动平均滤波和B spline小波变换，所述方法包括以下步骤：(1)线路测距装置对线路互感器的电流波形采样得到电流瞬时值；；

(2)使用滑动平均滤波对采样的电流信号进行预处理：

其中x是原始采样值，y是滤波结果，M是滤波阶数，j是从i开始往后推第j个采样点，M的选取根据行波的带宽而确定，当行波信号的带宽在100K-300K范围内，M＝10；

(3)使用B spline小波变换实现故障定位：使用不同尺度B spline小波函数对行波信号进行卷积，通过不同尺度上模极大值关系判别行波信号，根据判别得到的行波信号确定行波发生的时间点t，结合行波的速度v和线路的长度L，通过双端或单端测距公式实现故障定位。

2.如权利要求1所述的行波故障定位方法，其特征在于，所述电流波形的采样率为

1MHz，所述电流波形一周期内为100个采样点，采样时间间隔为100us。

说明书

基于行波的故障定位方法

技术领域

[0001] 本发明属于电力系统领域，具体地涉及电力系统测距装置能在信噪比较低时准确的实现基于行波的故障定位方法。

背景技术

[0002] 随着我国电网规模的扩大和各种大型电力工程的建设，500kV线路已大量使用。电力网络逐渐成为以500kV为输电线路主网络。目前220kV以上线路都标配行波测距装置，以缩短寻线时间，及时发现故障位置。但就目前现场投运行波测距装置而言，经常发生测距误差较大，有时甚至无法有效识别行波信号。其主要原因有：

[0003] ●线路电容衰减

[0004] ●高阻故障

[0005] ●故障时初始电压相角接近零点

[0006] 针对上述问题，发明了可以有效克服噪声和干扰信号的准确行波定位方法。

发明内容

[0007] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了新的行波定位方法，确保当行波信号被噪声淹没时能够实现线路故障的准确定位。

[0008] 本发明具体采用以下技术方案：

[0009] 一种基于行波故障定位的方法，所述方法基于平均滑动滤波和B spline小波变换实现当信噪比较低时的线路故障准确定位，所述方法包括以下步骤：

[0010] (1)线路测距装置对线路互感器的电流波形采样得到电流瞬时值，采样率1MHz；

[0011] (2)使用滑动平均滤波对采样信号进行预处理：

[0012]

[0013] 其中x是原始采样值，y是滤波结果，M是滤波阶数，j是从i开始往后推第j个采样点。M的选取根据行波的带宽而确定，取值太小不能有效抑制噪声，太大会衰减行波信号，由于行波信号的带宽在100K-300K范围内，取M＝10左右即可；

[0014] (3)使用B spline小波变换实现故障定位，使用不同尺度B spline小波函数对行波信号进行卷积，通过不同尺度上模极大值关系判别行波信号，根据判别得到的行波信号可以确定行波发生的时间点t，而行波的速度v和线路的长度L是已知的，通过双端或单端测距公式便可实现故障定位。

[0015] 相比现有行波定位方法，该方法克服高阻故障等影响，即使在行波信号被噪声淹没时仍能够有效的实现故障定位。

附图说明

[0016] 图1所示为本发明的行波定位方法的逻辑判断示意图。

具体实施方式

[0017] 下面根据说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

[0018] 本发明涉及到电力系统测距装置的行波定位问题，更准确的说，是要根据测距装置采样值使用平均滑动滤波和B spline小波变换实现线路测距算法。

[0019] 如附图1所示为本发明的行波定位方法的逻辑示意图。本发明为一种基于行波的故障定位方法，所述判别方法基于以下信号处理算法；所述方法包括以下步骤：

[0020] (1)线路测距装置对线路互感器的电流波形采样得到电流瞬时值，采样率1MHz；

[0021] (2)使用滑动平均滤波对采样信号进行预处理；

[0022]

[0023] 其中x是原始采样值，y是滤波结果，M是滤波阶数，j是从i开始往后推第j个采样点。M的选取根据行波的带宽而确定，取值太小不能有效抑制噪声，太大会衰减行波信号，由于行波信号的带宽在100K-300K范围内，取M＝10左右即可。

[0024] (3)使用B spline小波变换实现故障定位，使用不同尺度B spline小波函数对行波信号进行卷积，通过不同尺度上模极大值关系判别行波信号。根据判别得到的行波信号可以确定行波发生的时间点t，行波的速度v和线路的长度L是已知的，通过双端或单端测距公式便可实现故障定位。

[0025] 平均滑动滤波是DSP中经常使用的滤波算法，主要由于其易于实现，算法原理简单。尽管如此，平均滑动滤波算法能够有效克服噪声并不衰减信号中的突变部分，并且已证明该算法处理此类任务时是最优的。这就使得平均滑动滤波算法广泛应用于时域解码领域。B spline小波变换属于模极大值变换，由于其抑制噪声能力强所以可用其实现基于行波的故障定位，没有对原始信号做任何预处理，由于B spline小波本身具有抑制噪声的能力，所以当信噪比较高时，该方法是有效的。但当发生高阻故障或故障时刻初始电压相角较低时行波信号能量较弱，易被噪声淹没，此时如果不对信号进行任何预处理而直接使用B spline小波变换无法实现准确的故障定位。然而使用平均滑动滤波算法对信号进行预处理后，信号中的噪声被有效抑制，而行波信号没有被衰减。所以使用滑动平均滤波和B spline小波变换相结合可以实现信噪比较低时准确的故障定位。