一種基于波形差異度和雷擊故障樣本庫的雷擊故障判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于波形差異度和雷擊故障樣本庫的雷擊故障判別方法，屬于電 力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 輸電線路距離長，跨度大，雷擊事件時有發(fā)生。雷擊跳閘一直是影響線路安全穩(wěn)定 運行的最主要因素，雷擊災(zāi)害降低了電網(wǎng)的可靠性，給電網(wǎng)經(jīng)濟可靠運行帶來了極大的阻 力。因此有必要正確識別出雷擊故障，針對性地改進線路防雷，提高輸電線路可靠性。
[0003] 在現(xiàn)場中對雷擊故障的判別方法主要是現(xiàn)場運維人員得到故障測距結(jié)果后通過 查詢雷電定位系統(tǒng)的雷擊數(shù)據(jù)，根據(jù)查詢結(jié)果及經(jīng)驗判斷是否為雷擊故障。此方法主觀性 太強且忽略了電氣量故障數(shù)據(jù)的波形特征，得出的結(jié)論可信度較低，不能準確判斷出雷擊 故障與非雷擊故障；此外，現(xiàn)場巡線人員通過觀察故障點的絕緣子和線路是否存在燒灼痕 跡判斷故障是否為雷擊造成，但是該方法需要對故障點進行精確定位，且需要巡線人員在 現(xiàn)場排查，效率較低，增加了巡線人員工作負擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有雷擊故障判別方法準確性不足的缺點，提出一種基于波 形差異度和雷擊故障樣本庫的雷擊故障判別方法。
[0005] 本發(fā)明提出的一種基于波形差異度和雷擊故障樣本庫的雷擊故障判別方法是：在 輸電線路發(fā)生故障時，行波測距裝置記錄故障波形，采用三次B樣條小波計算得到故障初 始行波到達時刻，選取故障初始行波到達后5ms的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，將歸一化處理后 的故障波形與雷擊故障樣本庫中的各波形進行對比，并計算其波形差異度，若故障波形與 雷擊故障樣本庫中所有波形的差異度最小值小于設(shè)定閾值，即可判定故障類型為雷擊故 障；反之，則判定故障類型為非雷擊故障。其步驟如下：
[0006] (1)故障初始行波到達時刻的確定；采用三次B樣條小波對故障初始行波數(shù)據(jù) x[n]進行小波變換，利用下式求取第一尺度下的高頻分量D[n];
[0007]
【主權(quán)項】
1. 一種基于波形差異度和雷擊故障樣本庫的雷擊故障判別方法，其特征在于：在輸電 線路發(fā)生故障時，行波測距裝置記錄故障波形，采用三次B樣條小波計算得到故障初始行 波到達時刻，選取故障初始行波到達后5ms的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，將歸一化處理后的故 障波形與雷擊故障樣本庫中的各波形進行對比，并計算其波形差異度，若故障波形與雷擊 故障樣本庫中所有波形的差異度最小值小于設(shè)定閾值，即可判定故障類型為雷擊故障；反 之，則判定故障類型為非雷擊故障； 其步驟如下： (1) 故障初始行波到達時刻的確定；采用三次B樣條小波對故障初始行波數(shù)據(jù)x[n]進 行小波變換，利用下式求取第一尺度下的高頻分量D[n];
式中 h[p]為小波高通濾波器系數(shù)，h[p] = [-0.00008,-0.01643,-0.10872,-0.59261 ，0. 10872, 0. 01643, 0. 00008] ;p為第p個采樣點，n為第n個采樣點，x[n]為故障初始行波 數(shù)據(jù)；D[n]為x[n]在第一尺度下的小波系數(shù)；
根據(jù)z = max(q[m])求小波系數(shù)的模極大值點的最大值z ;z對應(yīng)的時刻設(shè)為Ii1，即為 故障初始行波到達時刻； (2) 故障數(shù)據(jù)的歸一化處理；選取故障初始行波到達后5ms的數(shù)據(jù)進行歸一化處理
式中，k = Ii1, h+l，…K，K為5ms內(nèi)的數(shù)據(jù)點總數(shù)； (3) 波形差異度的計算：輸電線路發(fā)生故障以后，行波測距裝置會積累一定的歷史數(shù) 據(jù)，通過查詢實際的巡線記錄并結(jié)合實際波形可以從歷史故障數(shù)據(jù)中篩選出可以確定為雷 擊故障的數(shù)據(jù)，即可建立雷擊故障樣本庫；故障波形與雷擊故障樣本庫中所有波形的差異 度計算公式如下：
式中X[k]為歸一化處理后的故障數(shù)據(jù)點，yi[k]為雷擊故障樣本庫中第i條數(shù)據(jù)， Pxy[i]為歸一化處理后的故障波形與雷擊故障樣本庫中各波形的波形差異度，K為5ms內(nèi)的 數(shù)據(jù)點總數(shù)； (4) 雷擊故障的判別；求歸一化處理后的故障波形與雷擊故障樣本庫中各波形的波形 差異度Pxy[i]的最小值I =min(Pxy[i])，設(shè)閾值，=〇.1〇,雷擊故障與非雷擊故障的判據(jù) 為： 若/??P，則判定為雷擊故障； 若/>P，則判定為非雷擊故障。
【專利摘要】本發(fā)明為一種基于波形差異度和雷擊故障樣本庫的雷擊故障判別方法，本方法為在輸電線路發(fā)生故障時，行波測距裝置記錄故障波形，采用三次B樣條小波計算得到故障初始行波到達時刻，選取故障初始行波到達后5ms的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，將歸一化處理后的故障波形與雷擊故障樣本庫中的各波形進行對比，并計算其波形差異度，若故障波形與雷擊故障樣本庫中所有波形的差異度最小值小于設(shè)定閾值，即可判定故障類型為雷擊故障；反之，則判定故障類型為非雷擊故障。本發(fā)明相比于現(xiàn)有的雷擊故障識別方法，無需現(xiàn)場巡線人員對故障點進行確認，且準確性高，簡單有效。
【IPC分類】G01R29-04, G01R31-08
【公開號】CN104820168
【申請?zhí)枴緾N201510223201
【發(fā)明人】馬儀, 黃然, 申元, 周仿榮, 束洪春, 余多, 白冰
【申請人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月5日