CN113358974A - 一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法 - Google Patents
一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113358974A CN113358974A CN202110637140.XA CN202110637140A CN113358974A CN 113358974 A CN113358974 A CN 113358974A CN 202110637140 A CN202110637140 A CN 202110637140A CN 113358974 A CN113358974 A CN 113358974A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- overvoltage
- lightning
- signal
- transmission line
- complex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 208000025274 Lightning injury Diseases 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
- G01R31/085—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution lines, e.g. overhead
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
- G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/088—Aspects of digital computing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
本发明涉及一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,包括以下步骤:采集雷击过电压信号,并将雷击过电压信号转换为复域信号;对复域信号的0和π/2方向进行n层分解;计算复域信号0和π/2两个投影方向的关联维数;根据关联维数,计算复数信号0方向故障识别特征参数T0和复数信号π/2方向故障识别特征参数Tπ/2;根据故障识别特征参数T0和Tπ/2,判断雷击过电压故障类型。本发明能够更加可靠、准确地对输电线路雷击过电压故障进行识别。
Description
技术领域
本发明涉及一种故障识别方法,具体涉及一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法。
背景技术
随着我国经济的加快发展,使我国输电线路运行数目的不断增多以及电压等级的不断拔高,其安全运行的问题越来越突出。架空输电线路绵延数千公里,跨越不同地形,饱受极端气候灾害,其能否安全稳定的运行直接关系到电力***的安危,雷电作为最大的事故原因,每年直接或间接造成的故障次数约占总故障次数的40~70%,尤其在雷暴天气多、地形复杂、土壤电导率较高的地区,雷击过电压对输电线路所造成的威胁更加难以解除,雷电流的持续放电时间极短,约为数十微秒,雷电流也有强弱,最大的雷电流幅值可以达到200kA以上,这样的强度的雷电流击于输电线路或其他电气设备时,会产生很高的过电压而将绝缘击穿,造成的损失将是不可估量的。因此,采取可靠的防雷措施对于电力***安全稳定运行是十分必要的。
输电线路雷击过电压主要可以分成两类:直击雷过电压和感应雷过电压。输电线路直击雷过电压按击中线路设备的位置又可以分为反击雷过电压和绕击雷过电压。反击雷过电压指雷电击中避雷线或杆塔,通过绝缘子闪络等方式在三相线路上产生的过电压。绕击雷过电压指雷电绕过避雷线直接击中三相线路继而产生的过电压。输电线路雷击过电压的差异主要取决于线路所处的环境极其电网的结构性差异,加上变幻无常的气候条件,那么电网工作人员对雷击的判别是十分困难的。因此,高压输电线路雷击过电压的识别对于减小电网工作人员工作量以及提高电网可靠运行水平和输电线路的安全性有着重要的意义。
目前,雷击过电压特征的提取传统方法是基于傅里叶变换,该方法通过牺牲时域分辨率来换取极高的频率分辨率。根据IEEE及IEC标准可知,时域雷电过电压波形的关键参数均是时域参数,即波头时间等。单纯利用傅里叶变换会丢失相当一部分信息,给雷电过电压的分类带来一定的困难。为了同时获取较高的时域分辨率与频域分辨率,采用变窗宽的离散小波变换作为时频处理工具。该类方法是从信号能量分布规律中提取相关特征,尽管能够识别部分反击过电压和绕击过电压,受到信号波动的影响较大,识别率低。为此本专利从两个投影方向进行多层分解,联合时域和频域信息多维度提取雷击过电压信号特征,更加可靠、准确的对输电线路雷击过电压故障进行识别。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,能够更加可靠、准确地对输电线路雷击过电压故障进行识别。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,包括以下步骤:
(1)采集雷击过电压信号,并将雷击过电压信号转换为复域信号;
(2)对复域信号的O和π/2方向进行n层分解;
(3)计算复域信号O和π/2两个投影方向的关联维数;
(4)根据关联维数,计算复数信号O方向故障识别特征参数T0和复数信号π/2方向故障识别特征参数Tπ/2;
(5)根据故障识别特征参数T0和Tπ/2,判断雷击过电压故障类型。
上述方案中,步骤(5)中,根据故障识别特征参数T0和Tπ/2,判断雷击过电压故障类型,具体如下:
当1.5<T0<3且2.5<Tπ/2<4时,则判断为感应雷击过电压;
当T0≥3且Tπ/2≤2.5时则判断为反击过电压;
当T0≤1.5且Tπ/2≥4时,则判断为绕击过电压。
上述方案中,步骤(1)中,通过过电压传感器采集输电线路电压信号,所述雷击过电压信号通过希尔伯特转换为复域信号;将雷击过电压信号转换为复域信号,公式如下:
所述步骤(2)中,对复域信号的O和π/2方向进行n层分解,具体步骤如下:
(21)将复数信号z(t)投影到O方向和π/2方向有p0(t)和pπ/2(t);
由上述技术方案可知,本发明所述的输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,通过希尔伯特变换对雷击过电压信号转换至复域,并对O和π/2方向的投影进行n次分解,结和两个投影方向上的所有分量计算输电线路的雷击过电压故障类型识别判据关联维数,通过特征参数关联维数判断雷击过电压类型。因此,本发明能够更加可靠、准确地对输电线路雷击过电压故障进行识别。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明:
如图1所示,本实施例的输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,具体方法步骤包括以下:
步骤一:采集雷击过电压信号;
通过过电压传感器采集输电线路电压信号u(t);
步骤二:输电线路电压信号特征提取,包括:
(1)输电线路电压信号通过希尔伯特转换有为复域信号z(t);
(2)将复数信号z(t)投影到O方向和π/2方向有p0(t)和pπ/2(t);
p0(t)=Re[exp(-j0)·z(t)]
pπ/2(t)=Re[exp(-jπ/2)·z(t)]
式中“Re[]”是取复数的实数值;
式中ni是复数信号O方向投影p0(t)的极值点;
p011(t)=p0(t)-m11(t)
式中:a1k(t)是复数信号O方向投影第1层分量第k个的包络值函数,s1n(t)复数信号O方向投影第1层分量第n个调频函数;
步骤三:输电线路雷击过电压故障类型识别,包括:
L=n-(g-1)T
(2)计算复数信号O方向判断参数T0
(3)重复步骤(1)、(2)计算复数信号π/2方向判断参数Tπ/2
(4)根据以下表格判断输电线路雷击过电压故障类型
由表可以看出,当1.5<T0<3且2.5<Tπ/2<4时,则判断为感应雷击过电压;当T0≥3且Tπ/2≤2.5时则判断为反击过电压;当T0≤1.5且Tπ/2≥4时,则判断为绕击过电压。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采集雷击过电压信号,并将雷击过电压信号转换为复域信号;
(2)对复域信号的O和π/2方向进行n层分解;
(3)计算复域信号O和π/2两个投影方向的关联维数;
(4)根据关联维数,计算复数信号O方向故障识别特征参数T0和复数信号π/2方向故障识别特征参数Tπ/2;
(5)根据故障识别特征参数T0和Tπ/2,判断雷击过电压故障类型。
2.根据权利要求1所述的输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,其特征在于:步骤(5)中,根据故障识别特征参数T0和Tπ/2,判断雷击过电压故障类型,具体如下:
当1.5<T0<3且2.5<Tπ/2<4时,则判断为感应雷击过电压;
当T0≥3且Tπ/2≤2.5时则判断为反击过电压;
当T0≤1.5且Tπ/2≥4时,则判断为绕击过电压。
3.根据权利要求1所述的输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,其特征在于:步骤(1)中,通过过电压传感器采集输电线路电压信号,所述雷击过电压信号通过希尔伯特转换为复域信号。
5.根据权利要求1所述的输电线路的雷击过电压故障类型识别方法,其特征在于:步骤(2)中,对复域信号的O和π/2方向进行n层分解,具体步骤如下:
(21)将复数信号z(t)投影到O方向和π/2方向有p0(t)和pπ/2(t);
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110637140.XA CN113358974A (zh) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | 一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110637140.XA CN113358974A (zh) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | 一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113358974A true CN113358974A (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77533171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110637140.XA Pending CN113358974A (zh) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | 一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113358974A (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102135558A (zh) * | 2010-11-05 | 2011-07-27 | 重庆市电力公司綦南供电局 | 过电压数据采集分层识别***及类型分层模式识别方法 |
KR101099788B1 (ko) * | 2010-06-29 | 2011-12-28 | 한국전력공사 | 송전선로 섬락 고장 판별 장치 및 방법 |
CN103675607A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-03-26 | 重庆大学 | 架空输电线路雷电绕击与反击识别方法 |
JP2015094685A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 東北電力株式会社 | 送電線雷故障位置標定方法及びシステム |
CN105092997A (zh) * | 2014-05-06 | 2015-11-25 | 长沙理工大学 | 一种特高压输电线路雷电绕击与反击的识别方法 |
US20160187406A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Shanghai Jiao Tong University | Method and system for identifying lightning fault and the type thereof in the overhead transmission line |
US20170176500A1 (en) * | 2014-03-06 | 2017-06-22 | Global Lightning Protection Services A/S | Lightning measuring system for a wind turbine |
CN109829407A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-05-31 | 中国科学技术大学 | 基于卷积神经网络的智能闪电识别方法 |
CN111239547A (zh) * | 2020-02-06 | 2020-06-05 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于雷击过电压陡度传变特性的故障定位方法 |
CN112730964A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-30 | 国网河南省电力公司洛阳供电公司 | 一种基于过电压波形特征的雷击过电压识别方法 |
-
2021
- 2021-06-08 CN CN202110637140.XA patent/CN113358974A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101099788B1 (ko) * | 2010-06-29 | 2011-12-28 | 한국전력공사 | 송전선로 섬락 고장 판별 장치 및 방법 |
CN102135558A (zh) * | 2010-11-05 | 2011-07-27 | 重庆市电力公司綦南供电局 | 过电压数据采集分层识别***及类型分层模式识别方法 |
JP2015094685A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 東北電力株式会社 | 送電線雷故障位置標定方法及びシステム |
CN103675607A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-03-26 | 重庆大学 | 架空输电线路雷电绕击与反击识别方法 |
US20170176500A1 (en) * | 2014-03-06 | 2017-06-22 | Global Lightning Protection Services A/S | Lightning measuring system for a wind turbine |
CN105092997A (zh) * | 2014-05-06 | 2015-11-25 | 长沙理工大学 | 一种特高压输电线路雷电绕击与反击的识别方法 |
US20160187406A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Shanghai Jiao Tong University | Method and system for identifying lightning fault and the type thereof in the overhead transmission line |
CN109829407A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-05-31 | 中国科学技术大学 | 基于卷积神经网络的智能闪电识别方法 |
CN111239547A (zh) * | 2020-02-06 | 2020-06-05 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于雷击过电压陡度传变特性的故障定位方法 |
CN112730964A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-30 | 国网河南省电力公司洛阳供电公司 | 一种基于过电压波形特征的雷击过电压识别方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
彭勇 等: "输电线路雷击故障定位与识别", 高电压技术, 28 February 2010 (2010-02-28) * |
缪希仁 等: "基于关联维数与极端学习机的高压输电线路雷击过电压故障识别", 高电压技术, 15 April 2016 (2016-04-15) * |
赵阳 等: "EEMD在输电线路雷电绕击与反击监测中的应用", 电瓷避雷器, 15 October 2016 (2016-10-15) * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107255743B (zh) | 一种基于能谱相似度的特高压直流输电线路雷击故障识别方法 | |
CN103941163B (zh) | 利用模糊k均值聚类的谐振接地***故障选线方法 | |
CN110703036B (zh) | 一种利用聚类的谐振接地***高阻接地故障定位方法 | |
CN105116208B (zh) | 一种特高压直流输电***换相失败故障诊断方法 | |
CN104808109B (zh) | 基于录波数据的高压输电线路故障识别方法和*** | |
CN107329046B (zh) | 基于模量分析的直流架空线雷击识别方法 | |
CN101290337B (zh) | 一种高压直流输电线路雷电绕击与反击的识别方法 | |
CN109375051B (zh) | 基于频谱密度衰减的雷电暂态信号识别方法及*** | |
CN112881855A (zh) | 基于广义s变换的高压直流输电线路雷击干扰识别方法 | |
CN112505484B (zh) | 一种小电阻接地***中压配电电缆潜伏性故障识别方法 | |
CN105092997A (zh) | 一种特高压输电线路雷电绕击与反击的识别方法 | |
CN107704803A (zh) | 一种基于最小二乘和相关分析的线路避雷器动作辨识方法 | |
Ye et al. | A novel identification scheme of lightning disturbance in HVDC transmission lines based on CEEMD-HHT | |
CN112485590A (zh) | 一种配电网单相断线故障识别方法 | |
CN112069691A (zh) | 一种基于避雷器动作电流频带分析的配电网直击雷与感应雷辨识方法 | |
CN113300343B (zh) | 一种基于余弦相似度的柔性直流电网故障线路识别方法 | |
CN112162173A (zh) | 一种基于故障电流频带分布差异的配电网雷击与非雷击故障辨识方法 | |
CN113358974A (zh) | 一种输电线路的雷击过电压故障类型识别方法 | |
CN104090211A (zh) | 一种配电线路高阻接地故障的在线检测方法 | |
CN103558484A (zh) | 一种变电站电缆受雷击干扰检测装置及方法 | |
Gangwar et al. | Detection and classification of faults on transmission line using time-frequency approach of current transients | |
CN113804979B (zh) | 一种基于馈线终端的雷击波形识别方法 | |
CN108414845B (zh) | 基于光学集成电场传感器的雷电能量频域分布统计方法 | |
CN105548740A (zh) | 雷击故障侵入波与接地故障侵入波的辨识方法与*** | |
Pang et al. | DC Line single-ended protection scheme for flexible HVDC grid based on traveling wave |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |