一種高壓線路故障定位方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓線路故障定位方法與系統(tǒng)，獲取目標高壓線路上各檢測點的故障數(shù)據(jù)，將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的奇異點位置與極性，根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間，根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行波波速，根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間，根據(jù)所述行波波速和所述故障的相對時間計算故障點位置，結(jié)合小波變換與奇異值分解，可以精確地定位高壓線路上的故障距離。
【專利說明】
一種高壓線路故障定位方法與系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及輸電線故障檢測定位領域，特別是涉及一種高壓線路故障定位方法與 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 當前，我國建立特高壓輸電工程，其輸電線路穩(wěn)定運行是電力安全及系統(tǒng)穩(wěn)定運 行的基石，但由于我國特高壓和超高壓輸電線路分布范圍較廣，穿越的地形較復雜，運行環(huán) 境又相當惡劣，因此故障發(fā)生較多。并且，瞬時性故障造成局部絕緣損傷一般沒有明顯痕 跡，給故障點的定位帶來極大困難。若能在線路故障后迅速地把故障點定位，及時修復線路 意義重大。（參見王海波，郭衛(wèi)東，劉利則.架空輸電線路的故障測距方法研究[J].科技創(chuàng)新 與應用，2015,14:130.)。
[0003] 近些年，輸電線路的故障測距是研究熱點，但由于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復雜性，影響因 素很多，仍未能提出對輸電線路精確故障測距方法，不能精確地定位高壓線路故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種高壓線路故障定位方法與系統(tǒng)，可以 精確地定位高壓線路故障。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高壓線路故障定位方法，包括：
[0006] 獲取目標高壓線路上各檢測點的故障數(shù)據(jù)；
[0007] 將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的奇異點位 置與極性；
[0008] 根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間；
[0009] 根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行波波速；
[0010] 根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間；
[0011] 根據(jù)所述行波波速和所述故障的相對時間計算故障點位置。
[0012] 優(yōu)選地，根據(jù)所述行波波速和所述故障的相對時間計算故障點位置后還包括：
[0013] 通過對所述故障區(qū)間進行二次小波變換判別故障類型為雷擊故障或非雷擊故障。
[0014] 優(yōu)選地，將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的 奇異點位置與極性包括：
[0015] 將所述三相數(shù)據(jù)特征波兩端數(shù)據(jù)去除，得到中間數(shù)據(jù)，對所述中間數(shù)據(jù)進行小波 變換，得到三相小波數(shù)據(jù)；
[0016] 分別找出所述三相小波數(shù)據(jù)中模的極大值和極性；
[0017] 將所述三相小波數(shù)據(jù)中非故障檢測點的特征波對應的模去除，得到處理后的波；
[0018] 在所述處理后的波中找到最值點對應的初步位置；
[0019] 確定所述三相小波數(shù)據(jù)中模的極大值中的最大值對應的目標相；
[0020] 根據(jù)所述目標相數(shù)據(jù)和對應的所述初步位置得到鄰域起始位置和鄰域終止位置， 根據(jù)所述鄰域起始位置和所述鄰域終止位置確定第一鄰域；
[0021]將所述目標相中第一鄰域的數(shù)據(jù)進行奇異值分解，得到奇異點位置。
[0022 ]優(yōu)選地，根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間包括：
[0023]找出所述奇異點位置內(nèi)的最小值點，判斷所述最小值點為第幾檢測點；
[0024]當所述最小值點為第一檢測點，則判斷所述第一檢測點極性與第二檢測點極性是 否相同，如果是，則確定故障區(qū)域為〇區(qū)，否則確定故障區(qū)域為1區(qū)；
[0025] 當所述最小值點不是第一檢測點，則判斷最小值點對應的檢測點極性與最小值點 對應的檢測點的前一檢測點極性是否相同，如果是，則確定故障區(qū)域為所述奇異點位置區(qū) 域，否則確定故障區(qū)域為奇異點位置前一檢測點區(qū)域。
[0026] 優(yōu)選地，根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行波波速包括：
[0027]判斷有效檢測點個數(shù)是否為2個；
[0028]當有效檢測點個數(shù)大于2個時，判斷故障區(qū)間是否為2區(qū)之前的區(qū)域，如果是則根 據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點的時間、檢測點1位置和檢測 點2位置計算行波波速，否則根據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端 點的時間、故障區(qū)域第一端點位置和故障區(qū)域第二端點位置計算行波波速；
[0029]當有效檢測點位置為2個時，判斷故障區(qū)間是否為1區(qū)，如果是則根據(jù)行波到故障 區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點的時間和檢測點1位置計算行波波速，否則 根據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點的時間、檢測點1位置和檢 測點2位置計算行波波速。
[0030] 優(yōu)選地，根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間包括：
[0031] 判斷故障區(qū)域為0區(qū)或所述奇異點位置區(qū)域；
[0032] 當故障區(qū)域為0區(qū)或所述奇異點位置區(qū)域時，取出所有不為0的相數(shù)據(jù)，分別進行 小波變換，找出前兩個奇異點位置，計算故障的相對時間；
[0033] 當故障區(qū)域既不為0區(qū)也不為所述奇異點位置區(qū)域時，直接計算故障的相對時間。
[0034] 優(yōu)選地，根據(jù)所述行波波速和所述故障的相對時間計算故障點位置包括：
[0035] 判斷故障區(qū)域為0區(qū)或所述奇異點位置區(qū)域；
[0036] 當故障區(qū)域為0區(qū)時，根據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二 端點的時間和行波波速計算故障點的位置；
[0037] 當所述奇異點位置區(qū)域時，根據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū) 域第二端點的時間、行波波速和線路總長計算故障點的位置；
[0038] 當故障區(qū)域既不為0區(qū)也不為所述奇異點位置區(qū)域時，根據(jù)行波到故障區(qū)域第一 端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點的時間、行波波速、故障區(qū)域第一端點距離和故障區(qū) 域第二端點距離計算故障點的位置。
[0039] 優(yōu)選地，通過對所述故障區(qū)間進行二次小波變換判別故障類型為雷擊故障或非雷 擊故障包括：
[0040] 將所述最大值對應的目標相在所述第一鄰域的數(shù)據(jù)進行小波變換，得到第一次小 波變換后數(shù)據(jù)，找出所述第一次小波變換后數(shù)據(jù)的第一最值與對應的位置；
[0041] 根據(jù)所述第一鄰域確定第二鄰域，將所述第一次小波變換后數(shù)據(jù)在所述第二鄰域 的數(shù)據(jù)進行小波變換，得到第二次小波變換后數(shù)據(jù)，找出所述第二次小波變換后的數(shù)據(jù)的 第二最值；
[0042] 在所述第二次小波變換后數(shù)據(jù)中，找出比所述第一最值的十分之一大的目標值， 對應目標位置以及目標個數(shù)；
[0043] 判斷所述目標個數(shù)是否大于預設閾值，如果是，則確定故障類型為雷擊故障，否則 判斷所述目標位置是否為震蕩，如果是，則確定故障類型為雷擊故障，否則確定故障類型為 非雷擊故障。
[0044] 優(yōu)選地，當故障類型為雷擊故障時，還包括：
[0045] 判斷雷擊故障類型，所述雷擊故障類型包括雷電反擊故障和雷電繞機故障。
[0046] 本發(fā)明還提供了一種高壓線路故障定位系統(tǒng)，包括：
[0047] 故障數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取目標高壓線路上各檢測點的故障數(shù)據(jù)；
[0048]小波變換模塊，用于將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所 述檢測點的奇異點位置與極性；
[0049 ]故障區(qū)間確定模塊，用于根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間；
[0050] 波速確定模塊，用于根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行波波速；
[0051] 相對時間確定模塊，用于根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間；
[0052] 故障點位置確定模塊，用于根據(jù)所述行波波速和所述故障的相對時間計算故障點 位置。
[0053] 應用本發(fā)明提供的一種高壓線路故障定位方法與系統(tǒng)，獲取目標高壓線路上各檢 測點的故障數(shù)據(jù)，將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的 奇異點位置與極性，根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間，根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時 的行波波速，根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間，根據(jù)所述行波波速和 所述故障的相對時間計算故障點位置，結(jié)合小波變換與奇異值分解，可以精確地定位高壓 線路上的故障距離。
【附圖說明】
[0054]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0055] 圖1為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的流程圖；
[0056] 圖2為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的線路檢測點安裝設計圖；
[0057] 圖3為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的故障區(qū)間判定流程圖；
[0058] 圖4為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的實時行波波速計算流程圖； [0059]圖5為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的故障相對時間計算流程圖； [0060]圖6為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的PSCAD非雷擊仿真模型圖；
[0061] 圖7為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的檢測點1中A相短路故障 PSCAD仿真原始波形圖；
[0062] 圖8為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的檢測點1中A相短路故障經(jīng)過 小波變換處理結(jié)果圖；
[0063] 圖9為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的PSCAD雷擊仿真模型圖；
[0064] 圖10為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的檢測點1中A相雷擊故障 PSCAD仿真原始波形圖；
[0065] 圖11為本發(fā)明一種高壓線路故障定位方法實施例一的檢測點1中A相雷擊故障經(jīng) 過小波變換處理結(jié)果圖；
[0066] 圖12為本發(fā)明一種高壓線路故障定位系統(tǒng)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0067] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0068] 實施例一：
[0069] 本發(fā)明提供了一種高壓線路故障定位方法，圖1示出了本發(fā)明高壓線路故障定位 方法實施例的流程圖，包括：
[0070] 步驟S101:獲取目標高壓線路上各檢測點的故障數(shù)據(jù)；
[0071] 高壓線路上安裝有多個檢測點，如圖2所示，圖中紅色的圈表示檢測點。A，B，C表示 三相交流輸電線，Ldecl，Ldec2…LdecN-1，LdecN為各檢測點位置，首先獲取目標高壓線路 上各檢測點的故障數(shù)據(jù)，如電流值或電壓值。
[0072]步驟S102:將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點 的奇異點位置與極性；
[0073] 小波變換法是根據(jù)行波信號在小波變換下的極大值實現(xiàn)故障測距的一種方法。小 波變換法的主要特點在于它能夠同時在時域和頻域考察行波信號的變化規(guī)律實現(xiàn)精確故 障測距。
[0074] 將高壓線上檢測點的三相數(shù)據(jù)S(A)、S(B)、S(C)進行小波變換找到初步的奇異值 點位置。具體實現(xiàn)方法如下：
[0075] 步驟B1:將特征波兩端數(shù)數(shù)據(jù)去除，選取中間數(shù)據(jù)。然后對中間數(shù)據(jù)實行小波變 換，得到三相小波數(shù)據(jù)X(A)，X(B)，X(C);
[0076] 步驟B2:找出三相小波數(shù)據(jù)X(A)，X(B)，X(C)中模極大值Max(A)，Max(B)，Max(C)， 及極性 P(A)，P(B)，P(C);
[0077]步驟B3:將步驟B1中經(jīng)過小波變換的數(shù)據(jù)中非故障點的波所產(chǎn)生的模值去除，我 們采用可以浮動的閾值。因此，在算法中我們?nèi)〔襟EB2中模極大值的8%，以消除反射波和 其他不相干波的影響；
[0078] 步驟B4:在步驟B3處理過的波中，找最值點的位置Pos it (A)，Posi t (B)，Posi t (C)， 即為本算法中初步得到的故障點位置；
[0079] 小波變換原理如下：
[0080]設W(t)eL 2(R)(L 2(R)表示平方可積的實數(shù)空間，即能量有限的信號空間），其 傅立葉變換為W (t)。當W (t)滿足條件：
[0082]時，我們稱W(t)為一個基本小波或母小波，將母小波函數(shù)W(t)經(jīng)伸縮和平移后， 就可以得到一個小波序列：
[0084]其中a為伸縮因子，b為平移因子。
[0085]對于任意的函數(shù)f(t)eL 2(R)的連續(xù)小波變換為：
[0087]其逆變換為：
[0089] 小波變換的時頻窗是可以由伸縮因子a和平移因子b來調(diào)節(jié)的，平移因子b可以改 變窗口在相平面時間軸上的位置，而伸縮因子b的大小不僅能影響窗口在頻率軸上的位置， 還能改變窗口的形狀。小波變換對不同的頻率在時域上的取樣步長是可調(diào)節(jié)的，在低頻時， 小波變換的時間分辨率較低，頻率分辨率較高:在高頻時，小波變換的時間分辨率較高，而 頻率分辨率較低。因此，在本發(fā)明中選取了具有較高抗噪性能，分辨率較好的三次B樣條小 波。
[0090] 步驟B5:在B2算出的模極大值Max (A)，Max (B)，Max (C)中，找出最大值，選取該相數(shù) 據(jù)X，及對應位置N，用作下一步計算。
[0091 ]步驟B6:在X數(shù)據(jù)的N處取出適當?shù)泥徲?，鄰域選擇公式：
[0092]鄰域起始位置：
[0093] x = NX(l-0.1)；(5)
[0094] 鄰域終止位置：
[0095] y=X+(L-N) X0.5；(6)
[0096]其中，L為三相數(shù)據(jù)長度，選取鄰域為：[x，y ]。
[0097]步驟B7:將X中[x，y]個數(shù)據(jù)進行奇異值分解運算，包括如下步驟：
[0098]構(gòu)造Hankel矩陣。將X=(x(l)，x(2)，? ? ?，x(N))構(gòu)造如下：
[0100] 其中 l〈n〈N。
[0101] 對上述A矩陣進行奇異值分解得到D(x,y)，理論原理如下：
[0102] 設A是秩為r(r>0)的mXn復矩陣，則存在m階酉矩陣U與n階酉矩陣V，使得 〇
[0103] U^AV^ =A 1° ( 7 )
[0104] 其中 2 =diag(〇1，〇2, ? ? ?，〇r)，〇i(i = l，2, ? ? ?，r)為矩陣A的全部非零奇異值。
[0105] 由①式可得 〇]
[0106] 4 =奴 乃 FH = + cr為V】1 + ??? + crr?,'v,H (8)
[0107] 由上述（7)，（8)可以得出：對于一個實矩陣六三儼><%必定存在正交矩陣1]=(111， U2,，，Um)ERmXm和，，Vn)ERnXn，使得
[0108] A = USVT0(9) ^diag (ct, , C7,,..., C7"), 0) , m)n
[0109] 成立，其中 、 SERmXn，〇為零矩陣， p = min(m， ((hag l^cr,, cr, , O), /??{/? n)，且... 2〇1^0，（1 = 1，2，，4)稱為矩陣厶的奇異值.此過程稱之為奇異值分解 (SVD)〇
[0110]將SVD應用于信號處理的關(guān)鍵是如何利用信號序列構(gòu)造出合適的矩陣A。利用一維 信號來構(gòu)造矩陣，一般有兩種方法，一種是通過對信號的連續(xù)截斷來構(gòu)造矩陣，另一種是利 用信號構(gòu)造一個重構(gòu)吸引子矩陣。在一般利用SVD進行信號處理的文獻中，大都著重于從實 用出發(fā)，利用SVD實現(xiàn)對信號的一種分解，并基于這種分解解決某種特定問題，而未具體從 SVD的性質(zhì)出發(fā)討論其信號分解特性。鑒于此，本發(fā)明中采用Hankel矩陣來構(gòu)造矩陣A，它們 都是一種由分量信號的簡單線性疊加來構(gòu)成原始信號的分解過程，具有零相位偏移特性。
[0111] 在D(x,y)找出奇異點的位置，該奇異點在整個數(shù)據(jù)中的位置N為：
[0112] N = A^U )+x-l (9)
[0113] 步驟S103:根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間；
[0114] 將步驟B2中獲得的極性？以），？(8)，？(〇，進行故障區(qū)間判別。如圖3所示：
[0115] 找出N中奇異值位置最小點n，即為故障行波最快傳達的檢測點。若n=l，即最小點 在第一個檢測點出獲得。然后取出第一個位置的極性!^及第二個位置極性 P2的極性進行比 較。若極性相同，即為0區(qū)域故障;若極性不同，及為1區(qū)域故障。若n矣1，即最小點不在第一 個檢測點出獲得。則取位置n處的極性?"及位置n-1處的極性Ph進行極性比較，若不相同則 為N-1區(qū)域故障;反之，為N區(qū)域故障。
[0116] 步驟S104:根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行波波速；
[0117] 如圖4所示，判斷有效檢測點個數(shù)是否為2個；
[0118] 當有效檢測點個數(shù)大于2個時，判斷故障區(qū)間是否為2區(qū)之前的區(qū)域，如果是則根 據(jù)公式1計算行波波速，否則根據(jù)公式1計算行波波速；
[0119] 當有效檢測點位置為2個時，判斷故障區(qū)間是否為1區(qū)，如果是則根據(jù)公式3計算行 波波速，否則根據(jù)公式4計算行波波速，公式如下：
[0120] 公式 1:
[0121] 公式 2:
[0122] 公式 3:
[0123] 公式 4:
[0124] T1為行波到故障區(qū)域第一端點的時間，T2為行波到故障區(qū)域第二端點的時間。
[0125] 步驟S105:根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間；
[0126] 如圖5所示，判斷故障區(qū)域為0區(qū)或所述奇異點位置區(qū)域；
[0127] 當故障區(qū)域為0區(qū)或所述奇異點位置區(qū)域時，取出所有不為0的相數(shù)據(jù)，分別進行 小波變換，找出前兩個奇異點位置，計算故障的相對時間；
[0128] 當故障區(qū)域既不為0區(qū)也不為所述奇異點位置區(qū)域時，直接計算故障的相對時間。
[0129] 步驟S106:根據(jù)所述行波波速和所述故障的相對時間計算故障點位置。
[0130] 若故障在0區(qū)域，則故障距離：
[0132] 若故障在1區(qū)域至n-1區(qū)域，則故障距離：
[0134] 若故障在n區(qū)域，則故障距離：
[0136] 公式（10 )、（11)和（12)公式中L代表線路總長，T代表相對時間，V代表行波實時波 速，根據(jù)計算出的L(x)則可以定位故障檢測點在線路上的位置。
[0137] 本實施例中步驟S106后還可包括：
[0138] 通過對所述故障區(qū)間進行二次小波變換判別故障類型為雷擊故障或非雷擊故障。
[0139] 為了能夠準確無誤的區(qū)分雷擊故障與短路故障，引入新的算法二次小波變換判別 故障類型：
[0140] 將步驟B6中得到的X在[x，y]鄰域的數(shù)據(jù)進行小波變換，得到一次小波變換后的數(shù) 據(jù)D1。在D1中找出最值Xmax，與最值的位置N max。
[0141]取xi = x;yi=(y_x) X 10% ;在D1中位置在[xi，yi]鄰域內(nèi)的數(shù)據(jù)，進行第二次小波 變換得到數(shù)據(jù)D2。在D2中找出最值D2max。
[0142] 找出D2中，比Xmax X 10%大的值K，對應位置KP及個數(shù)Kn。當Kn>0 (0為閾值可根據(jù)實 際線路情況調(diào)整)時，為雷擊故障。當Kn < 0時，進一步對KP進行震蕩判斷，當心是震蕩時，為 雷擊故障；否則為非雷擊故障。
[0143] 若雷擊故障，取Nmax對應檢測點的A、B、C三相數(shù)據(jù)進行小波變換，得到模極大值處 的極性PA、PB、PC進行極性比較，若PA = PB = PC，貝嫩障為雷電反擊故障;反之，為雷電繞機故 障。
[0144] 圖6和圖9分別是非雷擊故障與雷擊故障在PSCAD中的仿真設計。從中可以獲得線 路故障的原始數(shù)據(jù)，檢測點1中A相短路故障PSCAD仿真原始波形圖如圖7所示，檢測點1中A 相短路故障經(jīng)過小波變換處理結(jié)果圖如圖8所示。檢測點1中A相雷擊故障PSCAD仿真原始波 形圖如圖10所示，檢測點1中A相雷擊故障經(jīng)過小波變換處理結(jié)果圖如圖11所示。圖12示出 了本實施例高壓線路故障定位方法的原理圖。經(jīng)過本實施例高壓線路故障定位方法可以得 到線路故障距離及類型結(jié)果，如下表1至表6所示，為使用本實施例高壓線路故障定位方法 的實驗結(jié)果：
[0145] 表1 100km處A相短路故障
[0147] 表2 190km處A相短路故障
[0154] 表5雷電繞擊120km處故障
[0156] 表6雷電繞擊150km處故障
[0157] 應用本實施例提供的一種高壓線路故障定位方法，獲取目標高壓線路上各檢測點 的故障數(shù)據(jù)，將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的奇異 點位置與極性，根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間，根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行 波波速，根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間，根據(jù)所述行波波速和所 述故障的相對時間計算故障點位置，結(jié)合小波變換與奇異值分解，可以精確地定位高壓線 路上的故障距離。
[0158] 實施例二：
[0159] 本發(fā)明還提供了一種高壓線路故障定位系統(tǒng)，圖12示出了本發(fā)明高壓線路故障定 位系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：
[0160] 故障數(shù)據(jù)獲取模塊101，用于獲取目標高壓線路上各檢測點的故障數(shù)據(jù)；
[0161] 小波變換模塊102,與所述故障數(shù)據(jù)獲取模塊101相連接，用于將所述故障數(shù)據(jù)中 的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的奇異點位置與極性；
[0162] 故障區(qū)間確定模塊103,與所述小波變換模塊102相連接，用于根據(jù)各所述檢測點 的極性確定故障區(qū)間；
[0163] 波速確定模塊104,與所述故障區(qū)間確定模塊103相連接，用于根據(jù)所述故障區(qū)間 計算實時的行波波速；
[0164] 相對時間確定模塊105,與所述波速確定模塊104相連接，用于根據(jù)所述故障區(qū)間 與奇異點位置，計算故障的相對時間；
[0165] 故障點位置確定模塊106,與所述相對時間確定模塊105相連接，用于根據(jù)所述行 波波速和所述故障的相對時間計算故障點位置。
[0166] 應用本實施例提供的一種高壓線路故障定位系統(tǒng)，獲取目標高壓線路上各檢測點 的故障數(shù)據(jù)，將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的奇異 點位置與極性，根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間，根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行 波波速，根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間，根據(jù)所述行波波速和所述 故障的相對時間計算故障點位置，結(jié)合小波變換與奇異值分解，可以精確地定位高壓線路 上的故障距離。
[0167] 需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重 點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。 對于系統(tǒng)類實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參 見方法實施例的部分說明即可。
[0168] 最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來 將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操 作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體 意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括 那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或 者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不 排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0169] 以上對本發(fā)明所提供的方法和系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本 發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及 其核心思想；同時，對于本領域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應 用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1. 一種高壓線路故障定位方法，其特征在于，包括： 獲取目標高壓線路上各檢測點的故障數(shù)據(jù)； 將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的奇異點位置與 極性； 根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間； 根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行波波速； 根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間； 根據(jù)所述行波波速和所述故障的相對時間計算故障點位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓線路故障定位方法，其特征在于，根據(jù)所述行波波速和所 述故障的相對時間計算故障點位置后還包括： 通過對所述故障區(qū)間進行二次小波變換判別故障類型為雷擊故障或非雷擊故障。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓線路故障定位方法，其特征在于，將所述故障數(shù)據(jù)中的三 相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢測點的奇異點位置與極性包括： 將所述三相數(shù)據(jù)特征波兩端數(shù)據(jù)去除，得到中間數(shù)據(jù)，對所述中間數(shù)據(jù)進行小波變換， 得到三相小波數(shù)據(jù)； 分別找出所述三相小波數(shù)據(jù)中模的極大值和極性； 將所述三相小波數(shù)據(jù)中非故障檢測點的特征波對應的模去除，得到處理后的波； 在所述處理后的波中找到最值點對應的初步位置； 確定所述三相小波數(shù)據(jù)中模的極大值中的最大值對應的目標相； 根據(jù)所述目標相數(shù)據(jù)和對應的所述初步位置得到鄰域起始位置和鄰域終止位置，根據(jù) 所述鄰域起始位置和所述鄰域終止位置確定第一鄰域； 將所述目標相中第一鄰域的數(shù)據(jù)進行奇異值分解，得到奇異點位置。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓線路故障定位方法，其特征在于，根據(jù)各所述檢測點的極 性確定故障區(qū)間包括： 找出所述奇異點位置內(nèi)的最小值點，判斷所述最小值點為第幾檢測點； 當所述最小值點為第一檢測點，則判斷所述第一檢測點極性與第二檢測點極性是否相 同，如果是，則確定故障區(qū)域為O區(qū)，否則確定故障區(qū)域為1區(qū)； 當所述最小值點不是第一檢測點，則判斷最小值點對應的檢測點極性與最小值點對應 的檢測點的前一檢測點極性是否相同，如果是，則確定故障區(qū)域為所述奇異點位置區(qū)域，否 則確定故障區(qū)域為奇異點位置前一檢測點區(qū)域。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓線路故障定位方法，其特征在于，根據(jù)所述故障區(qū)間計算 實時的行波波速包括： 判斷有效檢測點個數(shù)是否為2個； 當有效檢測點個數(shù)大于2個時，判斷故障區(qū)間是否為2區(qū)之前的區(qū)域，如果是則根據(jù)行 波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點的時間、檢測點1位置和檢測點2 位置計算行波波速，否則根據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點 的時間、故障區(qū)域第一端點位置和故障區(qū)域第二端點位置計算行波波速； 當有效檢測點位置為2個時，判斷故障區(qū)間是否為1區(qū)，如果是則根據(jù)行波到故障區(qū)域 第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點的時間和檢測點1位置計算行波波速，否則根據(jù) 行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點的時間、檢測點1位置和檢測點 2位置計算行波波速。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓線路故障定位方法，其特征在于，根據(jù)所述故障區(qū)間與奇 異點位置，計算故障的相對時間包括： 判斷故障區(qū)域為O區(qū)或所述奇異點位置區(qū)域； 當故障區(qū)域為〇區(qū)或所述奇異點位置區(qū)域時，取出所有不為〇的相數(shù)據(jù)，分別進行小波 變換，找出前兩個奇異點位置，計算故障的相對時間； 當故障區(qū)域既不為〇區(qū)也不為所述奇異點位置區(qū)域時，直接計算故障的相對時間。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓線路故障定位方法，其特征在于，根據(jù)所述行波波速和所 述故障的相對時間計算故障點位置包括： 判斷故障區(qū)域為O區(qū)或所述奇異點位置區(qū)域； 當故障區(qū)域為〇區(qū)時，根據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第二端點 的時間和行波波速計算故障點的位置； 當所述奇異點位置區(qū)域時，根據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點的時間、行波到故障區(qū)域第 二端點的時間、行波波速和線路總長計算故障點的位置； 當故障區(qū)域既不為〇區(qū)也不為所述奇異點位置區(qū)域時，根據(jù)行波到故障區(qū)域第一端點 的時間、行波到故障區(qū)域第二端點的時間、行波波速、故障區(qū)域第一端點距離和故障區(qū)域第 二端點距離計算故障點的位置。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓線路故障定位方法，其特征在于，通過對所述故障區(qū)間進 行二次小波變換判別故障類型為雷擊故障或非雷擊故障包括： 將所述最大值對應的目標相在所述第一鄰域的數(shù)據(jù)進行小波變換，得到第一次小波變 換后數(shù)據(jù)，找出所述第一次小波變換后數(shù)據(jù)的第一最值與對應的位置； 根據(jù)所述第一鄰域確定第二鄰域，將所述第一次小波變換后數(shù)據(jù)在所述第二鄰域的數(shù) 據(jù)進行小波變換，得到第二次小波變換后數(shù)據(jù)，找出所述第二次小波變換后的數(shù)據(jù)的第二 最值； 在所述第二次小波變換后數(shù)據(jù)中，找出比所述第一最值的十分之一大的目標值，對應 目標位置以及目標個數(shù)； 判斷所述目標個數(shù)是否大于預設閾值，如果是，則確定故障類型為雷擊故障，否則判斷 所述目標位置是否為震蕩，如果是，則確定故障類型為雷擊故障，否則確定故障類型為非雷 擊故障。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓線路故障定位方法，其特征在于，當故障類型為雷擊故障 時，還包括： 判斷雷擊故障類型，所述雷擊故障類型包括雷電反擊故障和雷電繞機故障。10. -種高壓線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，包括： 故障數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取目標高壓線路上各檢測點的故障數(shù)據(jù)； 小波變換模塊，用于將所述故障數(shù)據(jù)中的三相數(shù)據(jù)進行小波變換，分別找到各所述檢 測點的奇異點位置與極性； 故障區(qū)間確定模塊，用于根據(jù)各所述檢測點的極性確定故障區(qū)間； 波速確定模塊，用于根據(jù)所述故障區(qū)間計算實時的行波波速； 相對時間確定模塊，用于根據(jù)所述故障區(qū)間與奇異點位置，計算故障的相對時間； 故障點位置確定模塊，用于根據(jù)所述行波波速和所述故障的相對時間計算故障點位 置。
【文檔編號】G01R31/08GK105891667SQ201510802529
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年11月19日
【發(fā)明人】李 杰, 龔玲, 賴軍, 楊國華, 周力, 夏成龍, 李冬晴
【申請人】四川中光防雷科技股份有限公司