PDF《基于雷电记录与行波数据的雷击故障测距结果优化方法》

1 计算疑似故障距离与杆塔坐标归算 行波测距结果仅为疑似故障点距量测端的距 离, 故需将故障距离折算为可能的故障位置才能与 L L S记录的地闪信息进行对比.设线路 杆塔坐标 和海拔为[(Lo n 1, La t 1, h1 ) , ( Lo n 2, La t 2, h2 ) , …, ( Lo n N , La t N , hN ) ] , 其中, N 为 故障线路杆塔总数, Lo n, La t, h 分别为经度、 纬度和海拔, 根据式( 1) , 可 以计算出第j 基杆塔与第j+1基杆塔之间的距离. dj, j+1= R2 a r c s i n

2 (a j, j+1+ b j, j+1 ) + h2 j, j+1 (

1 ) a j, j+1= s i n

2 La t j+1-La t j

2 ? è ? ? ? ÷ (

2 ) b j, j+1= c o s ( La t j) c o s ( La t j+1) s i n

2 Lo n j+1-Lo n j

2 ? è ? ? ? ÷ (

3 ) h j, j+1= h j- h j+1 (

4 ) 式中: 下标j 为第j 基杆塔;

R 为地球半径, 本文选 取R=63

7 1.

0 0 4k m. 第j 基杆塔与线路量测端之间的距离即为: l j =∑ j -

1 n=1 dn, n+

1 j >

1 (

5 ) 理论上, 雷击故障点通常都是线路绝缘子被击 穿而引起的, 闪络故障位置应当与线路杆塔坐标相 重合, 但是由于行波测距装置采样率限制以及行波 精确波速的不确定性, 计算得到的故障点距离往往 位于两个杆塔之间, 故需对行波测距结果进行近似 处理, 假设行波测距所得故障距离x 位于第j 基杆 塔和第j+1基杆塔之间, 即lj0, 则 记录的雷击点与杆塔相对于行波测距参考故障点大 致方向相同, 反之, 则记录的雷击点与杆塔相对于行 波测距参考故障点大致方向相反.根据式(

1 8 ) 求取 pm a x. pm a x=‖p‖∞ (

1 8 ) 利用接近度中的最大值pm a x作为测距结果优化 的修正系数, 设pm a x对应杆塔到行波测距参考故障 点之间的线路长度l f l, 根据式(

1 9) 对疑似故障距离 进行修正. xc o r r e c t e d =∑ j -

1 n=1 dn, n+

1 ±pm a x l f l (

1 9 ) 式中: pm a x l f l的正负号与行波测距结果和 pm a x对应 杆塔之间的相对位置有关. 根据式(

1 9 ) 将修正后的故障距离调整至最近的 杆塔上, 此杆塔即为经过修正后的故障定位结果. 包含雷击故障点反射波与测距结果优化的方法流程 图如图6所示. pm a x反映的其实是线路走廊趋势与地闪记录之 间的接近程度, 向量p 中的元素大小反映了接近度 大小.在行波测距结果、 地闪记录与真实故障点都

8 7

2 0

1 6,

4 0 (

7 ) ・研制与开发・ h t t p : / / ww w. a e p s - i n f o . c o m 相差不大的情况下, 即使行波测距结果位于地闪记 录与真实故障点连线之间, 由于二者与真实故障点 之间相差都不大, l f l必定很小, 与pm a x相乘后, 误差 往往小于一个档距, 经过故障杆塔归算以后, 测距结 果初步确定的故障杆塔不会改变.在行波测距结果 与真实故障点都相差不大而地闪记录与真实故障点 相差较大的情况下, 鉴于地闪记录误差在经度和纬 度上趋向于均匀分布的特点, 地闪记录与线路走廊 趋势接近的概率很小, pm a x 的值通常很 小, 相应的pm a x l f l也较 小, 对行波测距结果的劣化不会很大. 在地闪记录与真实故障点都相差不大而行波测距结 果与真实故障点相差较大的情况下, pm a x的值较大, pm a x l f l的值也会随之增大, 对行波测距结果有明显 的优化作用. 图6 本文算法流程图 F i g .

6 F l o wc h a r t o f t h ep r o p o s e da l g o r i t h m

4 应用实例 现以图1所示的故障波形为例, 对本文所提出 的方法进行验证, 计算疑似故障点所对应的疑似故 障距离, 经验波速定为2.