输电线路雷击点与闪络点不一致时的故障测距方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及输电线路故障定位领域，具体为一种输电线路故障测距方法。
【背景技术】
[0002] 雷电作用于输电线路易导致其故障。雷击输电线路分为绕击和反击。对于反击，雷 电流通过几座杆塔分流后，所引起的过电压大大降低，一般认为不会引起闪络；对于绕击， 雷电流幅值较小时，往往在雷击点处未形成闪络，而在雷电流传播过程中，在线路绝缘较薄 弱的地方形成闪络，导致闪络点与雷击点不一致，这将直接影响现有故障测距算法的可靠 性。为精确查找故障点，需要提出雷击点与闪络点不一致情况下的故障测距方法，该方法包 括对雷击点和闪络点不一致的识别以及对雷击侧和闪络侧的判定。
[0003] 关于雷击点和闪络点不一致的识别，有人提出根据线路两端波形一致系数来判断 雷击点和闪络点是否一致。由于雷电电流行波大多持续数十μ S，当雷击点在靠近线路两端 时，线路两端行波首波相似性很低。此时根据电流波形的相关系数来判断雷击点和闪络点 是否一致时，将会出现错误。
[0004] 关于雷击侧和闪络侧的判定，有文献认为一定时窗内雷击侧采样到的故障电流的 低频分量占总能量的比例低于短路侧采样到的故障电流，利用线路两侧的能量分布差异确 定雷击点和闪络点的相对位置，该算法受雷电流参数和阻波器边界元件等因素的影响较 大。还有文献利用直流线路两端电压行波的幅值来判断雷击侧和闪络侧，由于行波在线路 上传播时都会衰减，其线路两端电压行波的大小与故障点有关，当线路闪络时，故障行波的 大小与接地电阻有关，上述两个方面因素都会导致线路两侧电压行波的不确定性，并且当 线路在雷电行波的波后闪络时，即使不考虑线路衰减，此时线路两端的电压行波大小相等， 同样会导致判断失效，因此上述方法都存在一定的局限性。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种输电线路雷击点与闪络点不 一致时的故障测距方法，该方法在雷击点与闪络点不一致时也能精确查找故障点。
[0006] 基于上述目的，本发明提供了一种输电线路雷击点与闪络点不一致时的故障测距 方法，其在输电线路上至少设置两个检测点；其特征在于，包括步骤：
[0007] 确定雷击点和闪络点不一致；
[0008] 获得所述两个检测点的首个行波电流的最大能量Ei:E FmaxOsi (t) I) Xti，其中 i = 1,2,其分别表征两个检测点；Si(t)表示检测点检测到的首个行波电流，ti表示该首个 行波电流的波长；
[0009] 比较两个检测点的最大能量Ei,较大的最大能量Ei对应的检测点为雷击侧检测 点，另一个检测点即为闪络侧检测点；
[0010] 根据下述模型定位雷击点和闪络点：
[0011] Llg ht= (L-OVT3) Xv)/2
[0012] Lflsh= (T2-T1)Xv^
[0013] 式中，Llg ht为雷击点距输电线路首端的距离，Lflsh为闪络点和雷击点之间的距离， L为输电线路的长度，?\、Τ2分别为雷击侧检测点检测到的首个电流行波和第二个电流行波 到达的时间，T 3为闪络侧检测点检测到的首个电流行波到达的时间，V表示行波波速。V通 常取 2. 96*108m/s。
[0014] 本发明中，定义闪络点经雷击点到输电线路尾端的区间为雷击侧，相应地，线路上 闪络点的另一侧为闪络侧。输电线路尾端为位于输电线路雷击侧的端点，输电线路首端为 位于输电线路闪络侧的端点。
[0015] 本发明充分利用雷击及闪络暂态电流信息及变化规律，提出基于短时窗内暂态电 流特性的所述输电线路雷击点与闪络点不一致时的故障测距方法。该方法通过分布于输电 线路上的检测点获取雷击及闪络暂态电流信息，根据短时窗内各检测点之间暂态电流行波 的欧式距离识别雷击点和闪络点是否一致，根据能量变化特点区分雷击侧检测点和闪络侧 检测点，根据行波时间信息分别确定闪络点和雷击点位置，极大地提高了故障测距算法的 可靠性。
[0016] 本发明基于的原理是，当线路雷击点和闪络点不一致时，闪络侧电流从闪络时刻 起明显小于雷击侧电流，并且闪络侧行波电流由于闪络的原因，其波长会远小于雷击侧的 行波波长。该原理的具体推导过程见【具体实施方式】部分。根据该原理，如果雷击不闪络或 者雷击点和闪络点一致时，EJg差不大，如果雷击点和闪络点不一致时，EJg差很大，雷击 闪络时t仅为5ys左右，而不闪络可达几十ys，闪络时max(| Si(t) |)要比不闪络时小很 多。
[0017] 本发明所述方法中，所述确定雷击点和闪络点不一致的方法包括根据短时窗内各 检测点之间暂态电流行波的欧式距离识别雷击点和闪络点是否一致。
[0018] 进一步地，在本发明所述的输电线路雷击点与闪络点不一致时的故障测距方法 中，确定雷击点和闪络点不一致的步骤包括：获得所述两个检测点的首个行波电流的最大 能量E i:E i= max(| s i (t) |) Xti,其中i = 1，2,其分别表征两个检测点巧⑴表示检测点 检测到的首个行波电流，1^表示该首个行波电流的波长；若两个检测点的最大能量E i差别 显著，则认为雷击点和闪络点不一致。
[0019] 更进一步地，在上述输电线路雷击点与闪络点不一致时的故障测距方法中，所述 两个检测点的最大能量E i差别显著是指两个检测点的最大能量E i相差2倍以上。
[0020] 本发明所述的输电线路雷击点与闪络点不一致时的故障测距方法，在雷击点与闪 络点不一致时也能精确查找故障点，相对于现有故障测距算法具有更高的可靠性。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明所述的输电线路雷击点与闪络点不一致时的故障测距方法在一种 实施方式下所基于的输电线路检测系统的示意图。
[0022] 图2为雷击和闪络过程行波示意图。
[0023] 图3为闪络故障叠加等效图。
[0024] 图4为闪络故障叠加模量等效图。
[0025] 图5为本发明所述的输电线路雷击点与闪络点