【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网故障监测，更具体地，涉及一种输电线路短路故障的定位方法和设备。
技术介绍
1、在中性点不接地的三相架空输电线路中，短路故障通常表现为一种电流，也称为故障电流。为了确定故障点，尤其是为了估计从输电线路的一个探测点（例如线路的一端）到故障点的距离，已知使用的双端技术，这些技术依赖于两个具有相似性能的测量设备测量输电线路中的行波，最好是两个相同类型和型号的测量设备。如现有技术cn118033324a公开了一种配电网故障定位方法、装置及计算机可读存储介质：获取线路首末两端的三相电压行波信号，对首末两端的三相电压行波信号进行相模转换，得到首末两端的线模分量和零模分量；对首末两端的线模分量和零模分量进行svmd分解，得到每个分量的高频分量以及每个高频分量的中心频率；基于每个高频分量的中心频率计算首末两端的线模波速和零模波速；利用希尔伯特变换提取每个高频分量的瞬时幅值，基于每个高频分量的瞬时幅值获取首末两端线模初始行波到达时间和零模初始行波到达时间；计算故障点与线路首端的距离。
2、根据这些技术，两个测量设备连接到输电线路的两端，并通过具有非常低延迟的通信线路（例如光纤）连接。使用两个实质上相同的测量设备和光纤连接来确定单条线路中的故障导致短路故障定位设备的组成单元较多，使得短路故障定位设备比较复杂且成本高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种输电线路短路故障的定位方法和设备，能够在输电线路的一端通过定位设备精确的定位短路故障点的位置，以简化短路故障定位设
2、为实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种输电线路短路故障的定位方法，包括如下步骤：
3、s1、通过连接到输电线路一端探测点的传感器进行高频率采样测量得到三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc，并将三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc传送给处理单元；
4、s2、处理单元根据测量的三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc识别输电线路的短路故障类型，并根据三相电流ia、ib、ic确定与短路故障类型对应的模态电流；
5、s3、处理单元还计算模态电流的频谱，从频谱中识别模态电流的主导频率，计算模态电流的时间-频域表示，从模态电流的时间-频域表示中提取对应主导频率的时间信号，识别时间信号中幅度最大的两个峰值的极性及两个峰值对应的两个时刻，根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离。
6、进一步地，所述模态电流的确定包括：将测量的三相电流ia、ib、ic进行从相域转换到传播模态域的变换处理，以获得三个模态电流分量、、；根据识别出的故障类型，选择三个模态电流分量、、的一个或多个的组合作为模态电流；其中，变换处理的计算公式如下：
7、。
8、进一步地，计算模态电流的频谱包括：对模态电流进行零填充处理，然后对处理后的模态电流运用离散傅立叶变换以确定其频谱。
9、进一步地，计算模态电流的时间-频域表示包括：对模态电流运用连续小波变换得到。
10、进一步地，根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离包括：根据主导频率计算模态电流在输电线路中的传播速度；根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离，包括：如果两个峰值具有相同的极性，距离计算公式如下：
11、
12、如果两个峰值具有相反的极性，距离计算公式如下：
13、
14、其中，表示故障点与探测点之间的距离，表示输电线路两端主变电站之间的距离，所述探测点位于两端主变电站中的一个，表示模态电流在输电线路中的传播速度，表示两个时刻之间的差值。
15、另一方面，本专利技术提供了一种输电线路短路故障的定位设备，传感器用于连接到输电线路一端的探测点进行高频率采样测量得到三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc，并将三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc传送给处理单元；处理单元用于根据测量的三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc识别输电线路的短路故障类型，并根据三相电流ia、ib、ic确定与短路故障类型对应的模态电流，还用于计算模态电流的频谱，从频谱中识别模态电流的主导频率，计算模态电流的时间-频域表示，从模态电流的时间-频域表示中提取对应主导频率的时间信号，识别时间信号中两个幅度最大且极性相同的时间点及其两个峰值，根据主导频率、两个时间点之间的差异以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离。
16、进一步地，所述模态电流的确定包括：将测量的三相电流ia、ib、ic进行从相域转换到传播模态域的变换处理，以获得三个模态电流分量、、；根据识别出的故障类型，选择三个模态电流分量、、的一个或多个的组合作为模态电流；其中，变换处理的计算公式如下：
17、。
18、进一步地，计算模态电流的频谱包括：对模态电流进行零填充处理，然后对处理后的模态电流运用离散傅立叶变换以确定其频谱。
19、进一步地，计算模态电流的时间-频域表示包括：对模态电流运用连续小波变换得到。
20、进一步地，根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离包括：根据主导频率计算模态电流在输电线路中的传播速度；根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离，包括：如果两个峰值具有相同的极性，距离计算公式如下：
21、
22、如果两个峰值具有相反的极性，距离计算公式如下：
23、
24、其中，表示故障点与探测点之间的距离，表示输电线路两端主变电站之间的距离，所述探测点位于两端主变电站中的一个，表示模态电流在输电线路中的传播速度，表示两个时刻之间的差值。
25、本专利技术所采取的技术方案带来的有益效果是：本专利技术通过连接到输电线路一端探测点的传感器进行高频率采样测量得到三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc，并将三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc传送给处理单元；处理单元根据测量的三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc识别输电线路的短路故障类型，并根据三相电流ia、ib、ic确定与短路故障类型对应的模态电流；处理单元还计算模态电流的频谱，从频谱中识别模态电流的主导频率，计算模态电流的时间-频域表示，从模态电流的时间-频域表示中提取对应主导频率的时间信号，识别时间信号中幅度最大的两个峰值的极性及两个峰值对应的两个时刻，根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离。本专利技术可以在输电线路的一端通过定位设备精确的定位短路故障点的位置，相比于双端行波定位技术，减少了传感器和光纤的使用，从而能够减少短路故障定位设备的组成单元，可以简化短路故障定位设备、节省短路故障本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种输电线路短路故障的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述模态电流的确定包括：将测量的三相电流Ia、Ib、Ic进行从相域转换到传播模态域的变换处理，以获得三个模态电流分量、、；根据识别出的故障类型，选择三个模态电流分量、、的一个或多个的组合作为模态电流；其中，变换处理的计算公式如下：
3.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，计算模态电流的频谱包括：对模态电流进行零填充处理，然后对处理后的模态电流运用离散傅立叶变换以确定其频谱。
4.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，计算模态电流的时间-频域表示包括：对模态电流运用连续小波变换得到。
5.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离包括：根据主导频率计算模态电流在输电线路中的传播速度；根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离，包括：如果两个峰值具有相同的极性，距离计算公式如下：
6.一种输电线路短
7.如权利要求6所述的定位设备，其特征在于，所述模态电流的确定包括：将测量的三相电流Ia、Ib、Ic进行从相域转换到传播模态域的变换处理，以获得三个模态电流分量、、；根据识别出的故障类型，选择三个模态电流分量、、的一个或多个的组合作为模态电流；其中，变换处理的计算公式如下：
8.如权利要求6所述的定位设备，其特征在于，计算模态电流的频谱包括：对模态电流进行零填充处理，然后对处理后的模态电流运用离散傅立叶变换以确定其频谱。
9.如权利要求6所述的定位设备，其特征在于，计算模态电流的时间-频域表示包括：对模态电流运用连续小波变换得到。
10.如权利要求6所述的定位设备，其特征在于，根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离包括：根据主导频率计算模态电流在输电线路中的传播速度；根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离，包括：如果两个峰值具有相同的极性，距离计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种输电线路短路故障的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述模态电流的确定包括：将测量的三相电流ia、ib、ic进行从相域转换到传播模态域的变换处理，以获得三个模态电流分量、、；根据识别出的故障类型，选择三个模态电流分量、、的一个或多个的组合作为模态电流；其中，变换处理的计算公式如下：
3.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，计算模态电流的频谱包括：对模态电流进行零填充处理，然后对处理后的模态电流运用离散傅立叶变换以确定其频谱。
4.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，计算模态电流的时间-频域表示包括：对模态电流运用连续小波变换得到。
5.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离包括：根据主导频率计算模态电流在输电线路中的传播速度；根据主导频率、两个时刻之间的差值以及两个峰值的极性，计算故障点与探测点之间的距离，包括：如果两个峰值具有相同的极性，距离计算公式如下：
6.一种输电线路短路故障的定位设备，定位设备包括传感器和处理单元，其特征在于，传感器用于连接到输电线路一端的探测点进行高频率采样测量得到三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc，并将三相电流ia、ib、ic和三相电压va、vb、vc传送给处理单元；处理单元用于根据测量的三相电流ia、ib、ic和三相电压va...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鲲，孟宪东，赵秀海，栾磊亮，张伟成，王江伟，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司莱西市供电公司，
类型：发明
国别省市：
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