基于奇异点检测的行波单端测距方法研究

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1、第36卷第2期四川电力技术Vo1．36，No．22013年4月SiehuanElectricPowerTechnologyApr．，2013基于奇异点检测的行波单端测距方法研究孟凡铮。王喜疆(1．新疆电力公司检修公司，新疆乌鲁木齐830000；2．新疆新能物资有限公司，新疆乌鲁木齐830000)摘要：单端法是行波测距研究的热点问题，讨论了输电线路故障时暂态行波的产生及在线路上的传输过程，在此基础上通过检测突变点模极大值的方法确定故障发生的时间点。并通过maflab仿真表明此理论和测距方法在不同线路模型故障测距的正确性和有效性。关键词：输电线路；故障测距；反向行波；奇异点模极大值Abstract

2、：Thesingleterminalmethodisthehotissueintheresearchoftravelingwavefaultlocation．Theoccurringoftransienttravelingwavewhenthereisafaultintransmissionlineisdiscussedaswellasitstransmissionprocessontheline．Onthisbasis，theoccurringtimeoffaultCanbedeterminedthroughdetectingthemutationpointmodulusmaximum．Th

3、eMatlabsimula—tionshowsthatthevalidityandavailabilityoftheproposedtheoryandmethodinfaultlocationofdiferentlinemodels．Keywords：transmissionline；faultlocation；reversetravelingwave；singularpointmodulusmaximum中图分类号：TM935文献标志码：A文章编号：1003—6954(2013)02—0032—030引言MN传统故障测距是基于工频电气量，其中工频阻F抗法是广泛应用的方法。它以线路集中参数模型

4、为基础，测距精度受故障点的过渡电阻、系统运行阻抗、负荷电流等因素的影响，误差较大，测距精度无图1单根无损行波法保证⋯。但基于行波法的故障定位，在理论上不如果将单根无损的分布参数线路上的电压u和受线路类型及过渡电阻的影响J。原理简单，也不电流i用在线路上的位置和时间t为变数的偏微受系统通信技术条件的限制。相比单端测距，双端分方程来表示，则测距可靠性高，但对通信精度要求高，大大增加了成抛，一——=，J——一——=L——本。因此，单端测距成为研究的一个热点J。在简要介绍故障行波基本概念的基础上，利用单端测距，其中，己、c为线路单位长度的电感和电容。基于奇异点模极大值检测的方法分析暂态过程中的将其分别

5、对和t微分，经变换可得到波动方程电气量，对故障定位进行了探讨。^z：c121‘：c1‘-‘a‘1故障暂态行波在输电线路的传输则其达朗贝尔解为=U1(一寺)+u(f+音)(1)当线路上某一点发生故障时，可用叠加原理将其分解为正常负荷分量和故障分量二者的叠加，故障分=Zf一詈)(+詈)](2)c量相当于在系统电势为零时在故障点加一个与正常式中，u(￡一)为正方向行波；：(+÷)为反负荷大小相等、方向相反的电压，在这一电压下，将会产生由故障点向线路两端传播的波形。如图i所示，F点故障时，将由故障点向两端传播行波。方向行波；=—~／C，是波速；=√、／L，是波阻抗。第36卷第2期四川电力技术Vo1．3

6、6,No．22013年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．．2013图2仿真模型出现突变时，其小波变换后的系数具有模极大2输电线路故障行波的提取值，因而可以通过对模极大值点的检测来确定故障发生的时间点。首先给出小波变换模极大值的定义。设)(s=2J)是函数f()的小波变换，在尺度s下，在。的某一邻域6，对一切有：wJ()≤。)，则称‰为小波变换的模极大值点，。)为小波变换的模极大值。小波变换的模极大值点与信号的突变点是一一对应的。若-1函数-厂()(-厂()∈R)在某处间断或某阶导数不连㈩续，则称该函数在此处有奇异性；若函数f()在其定义域有无限次导数，则称

7、)是光滑的或没-1有奇异性。一个突变的信号在其突变点必然是奇异㈩的，因而可以通过对奇异的点的检测来确定故障发生的时间点。4建模与仿真4．1仿真模型基于以上数学理论在Matlab中搭建仿真模型如图2所示，设置仿真时间为0．0～0．10s，采用步长Ode23tb算法，设置A相短路，故障点距离测量点80km，短路时间为[0．0350．100]。4．2仿真结果算例仿真后，三相电压电流波形如图3、4所示。通