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專利名稱：一種輸電線路行波錄波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)輸電線路故障定位領(lǐng)域，特別是行波故障定位領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
行波故障定位是一種新興的故障定位技術(shù)，其中故障時(shí)刻的波形能否正常采集，是關(guān)系到行波能否定位的重要環(huán)節(jié)。而很多高阻接地的行波電流有著電流幅值小、與線路中的干擾行波幅值區(qū)別較小的特性，給行波采集與辨識(shí)帶來(lái)了很大的困難。目前的技術(shù)使用工頻電流與行波電流分別觸發(fā)與捕捉的方式來(lái)獲取故障時(shí)刻信息。這種方式對(duì)于比較微弱的行波信號(hào)具有比較差的分辨能力。因此很多高阻接地情況下的故障行波難以采集與分辨。目前的很多做法是通過(guò)降低行波觸發(fā)閾值使高阻接地時(shí)刻的行波得以觸發(fā)并上傳，但是這種方法會(huì)伴隨大量的行波誤觸發(fā)，增加通訊負(fù)擔(dān)，減小設(shè)備壽命，而且還會(huì)增加數(shù)據(jù)辨識(shí)與篩選的工作量。

發(fā)明內(nèi)容
本專利的目的在于提出一種輸電線路行波錄波方法，以解決傳統(tǒng)的基于閾值觸發(fā)的波形監(jiān)測(cè)方法在應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)高阻接地時(shí)，行波信號(hào)比較微弱而經(jīng)常出現(xiàn)監(jiān)測(cè)不到行波信號(hào)的情況以及現(xiàn)有的純粹降低行波監(jiān)測(cè)的觸發(fā)閾值后存在上傳數(shù)據(jù)量大、誤觸發(fā)波形多、故障波形難以辨識(shí)與篩選，同時(shí)還會(huì)引起監(jiān)測(cè)終端壽命降低，數(shù)據(jù)傳輸成本增加，以及故障診斷難度增加等一系列問(wèn)題。本發(fā)明要解決上述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)采用如下新的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:使用羅氏線圈基于實(shí)時(shí)采集處理的方式·來(lái)提取輸電線路工頻電流波形，采用觸發(fā)后記錄上傳的方式實(shí)時(shí)采集輸電線路工頻電流波形；當(dāng)工頻電流觸發(fā)時(shí)，將故障時(shí)刻波形存入二級(jí)緩存，提取故障時(shí)刻行波的工頻分量及故障分量；存入故障時(shí)刻波形后進(jìn)行故障有效性驗(yàn)證，基于正常故障波形仍然會(huì)保留工頻的頻率特性，若觸發(fā)后，高頻波形存在每半個(gè)工頻周期穿越一次零點(diǎn)，判斷為發(fā)生故障；依據(jù)分閘時(shí)刻會(huì)發(fā)生失流的現(xiàn)象，當(dāng)下一個(gè)周波的最大值遠(yuǎn)小于前一個(gè)周波的最大值時(shí)，認(rèn)為分閘時(shí)刻在兩周波的交點(diǎn)處，位于后一個(gè)周期前四分之一個(gè)周期處，提取分閘時(shí)刻的波形，并進(jìn)行上傳。與現(xiàn)有技術(shù)比較，相對(duì)于現(xiàn)有的基于閾值觸發(fā)的波形監(jiān)測(cè)方法，本方法具有以下優(yōu)點(diǎn):具有對(duì)波形的辨識(shí)精度高、監(jiān)測(cè)方法簡(jiǎn)單、波形誤觸發(fā)數(shù)目少、且具備實(shí)時(shí)在線能力等的優(yōu)良特點(diǎn)。


圖1表示了一個(gè)發(fā)生故障的工頻的波形 圖2是故障分量的波形 圖3實(shí)現(xiàn)行波的實(shí)時(shí)錄波的算法圖；圖4實(shí)現(xiàn)行波的實(shí)時(shí)錄波的流程圖。
具體實(shí)施例方式本方法根據(jù)故障時(shí)刻工頻電流會(huì)出現(xiàn)突變，利用故障分量法找出準(zhǔn)確故障時(shí)間，在短時(shí)內(nèi)提取故障時(shí)刻觸發(fā)上傳的波形。原理如下所述:
工頻波形是目前我們使用的在線路上傳輸?shù)?0Hz正弦電流波形，在處理工頻波形時(shí)，我們通常采用下列基本假設(shè):
(I)經(jīng)過(guò)濾波處理后的工頻波形是理想光滑的正弦波形。(2)正常工頻波形的頻率不會(huì)發(fā)生變化，在中國(guó)為50Hz。(3)線路運(yùn)行時(shí)的工頻電流不會(huì)發(fā)生大幅突變。圖1表示了一個(gè)發(fā)生故障的工頻的波形圖，故障時(shí)刻工頻電流突然升高，而分閘時(shí)刻電流突然降低。為了能夠很容易的處理電流升高的過(guò)程，采集到的工頻波形減去其正常工頻電流，即得到故障分量的波形圖，如圖2所示?；诠ゎl負(fù)荷電流的特性，圖2前段呈現(xiàn)出變化量較小的特性，理想狀況下應(yīng)為O的直線，在故障時(shí)，因?yàn)楣收想娏鬏^大，與正常工頻時(shí)有著很明顯的區(qū)分。分閘時(shí)刻電流衰減為0，故障分量會(huì)呈現(xiàn)出正常工頻特性，而不同特性之間的交界處，即為故障時(shí)刻以及分閘時(shí)刻。行波電流反映了 電流瞬變時(shí)的暫態(tài)特性，因此行波產(chǎn)生于故障時(shí)刻以及分閘時(shí)亥|J。準(zhǔn)確定位故障時(shí)刻與分閘時(shí)刻，即能準(zhǔn)確的找到故障行波的產(chǎn)生時(shí)間，并且通過(guò)搜尋該時(shí)刻的行波波形，獲取帶有故障點(diǎn)信息的行波。同時(shí)，還需要在很短的時(shí)間定位故障時(shí)刻與分閘時(shí)刻，因?yàn)槎ㄎ还收蠒r(shí)刻的花費(fèi)越長(zhǎng)，需要緩存的行波數(shù)據(jù)越多，對(duì)系統(tǒng)的壓力也會(huì)越大。因此，我們提出如圖3的算法思想，來(lái)實(shí)現(xiàn)行波的實(shí)時(shí)錄波，計(jì)算流程圖見(jiàn)圖4，具體的實(shí)現(xiàn)方法如下:
1、工頻電流波形的提取
工頻電流波形使用羅氏線圈采用實(shí)時(shí)采集處理的方式來(lái)提取，采用觸發(fā)后記錄上傳的方式來(lái)米集。2、故障時(shí)刻行波的提取
行波信號(hào)使用羅氏線圈實(shí)時(shí)連續(xù)采集，采用緩存的方式進(jìn)行記錄，當(dāng)工頻電流觸發(fā)時(shí)，將故障時(shí)刻波形存入二級(jí)緩存，在驗(yàn)證故障發(fā)生以后上傳。3、故障有效性的驗(yàn)證
正常故障波形仍然會(huì)保留工頻的頻率特性，依靠這一特性，我們可以判斷若觸發(fā)后，高頻波形存在每半個(gè)工頻周期穿越一次零點(diǎn)，則為發(fā)生故障。4、分閘時(shí)刻波形的提取
分閘時(shí)刻會(huì)發(fā)生失流的現(xiàn)象，因此我們可以依據(jù)此特性，當(dāng)下一個(gè)周波的最大值遠(yuǎn)小于前一個(gè)周波的最大值時(shí)，我們則認(rèn)為分閘時(shí)刻在兩周波的交點(diǎn)處，位置為后一個(gè)周期前四分之一個(gè)周期處。最后上傳工頻波形和高頻波形。
權(quán)利要求
1.一種輸電線路行波錄波方法，其特征在于:該方法是將工頻故障監(jiān)測(cè)與行波故障監(jiān)測(cè)結(jié)合起來(lái)，依靠工頻故障中的波形信息準(zhǔn)確判定是否故障及故障時(shí)刻，判定為真故障時(shí)，提取分閘時(shí)刻的行波波形，并進(jìn)行上傳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路行波錄波方法，其特征在于:工頻故障監(jiān)測(cè)與行波故障監(jiān)測(cè)結(jié)合具體包括以下步驟: 實(shí)時(shí)采集輸電線路工頻電流波形； 提取故障時(shí)刻行波的工頻分量及故障分量； 對(duì)工頻分量或故障分量進(jìn)行故障的有效性的驗(yàn)證； 提取分閘時(shí)刻的行波波形，并進(jìn)行上傳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路行波錄波方法，其特征在于:使用羅氏線圈基于實(shí)時(shí)采集處理的方式來(lái)提取輸電線路工頻電流波形，采用觸發(fā)后記錄上傳的方式來(lái)采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電線路行波錄波方法，其特征在于:當(dāng)工頻電流觸發(fā)時(shí)，將故障時(shí)刻波形存入二級(jí)緩存，在驗(yàn)證故障發(fā)生以后上傳。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電線路行波錄波方法，其特征在于:存入故障時(shí)刻波形后進(jìn)行故障有效性驗(yàn)證；基于正常故障波形仍然會(huì)保留工頻的頻率特性，若觸發(fā)后，高頻波形存在每半個(gè)工頻周期穿 越一次零點(diǎn)，判斷為發(fā)生故障；否則，則不是故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輸電線路行波錄波方法，其特征在于:分閘時(shí)刻波形的提取，依據(jù)分閘時(shí)刻會(huì)發(fā)生失流的現(xiàn)象，當(dāng)下一個(gè)周波的最大值遠(yuǎn)小于前一個(gè)周波的最大值時(shí)，認(rèn)為分閘時(shí)刻在兩周波的交點(diǎn)處，位于后一個(gè)周期前四分之一個(gè)周期處。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輸電線路行波錄波新方法,按照國(guó)際專利分類(lèi)表(IPC)劃分，屬于電技術(shù)領(lǐng)域。其目的主要解決現(xiàn)有的基于閾值觸發(fā)的波形監(jiān)測(cè)方法在應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)高阻接地時(shí)，行波信號(hào)比較微弱而出現(xiàn)監(jiān)測(cè)不到行波信號(hào)的情況，以及純粹降低行波監(jiān)測(cè)的觸發(fā)閾值后存在上傳數(shù)據(jù)量大、誤觸發(fā)波形多、故障波形難以辨識(shí)與篩選，同時(shí)還會(huì)引起監(jiān)測(cè)終端壽命降低，數(shù)據(jù)傳輸成本增加，及故障診斷難度增加的問(wèn)題。本發(fā)明將工頻故障監(jiān)測(cè)與行波故障監(jiān)測(cè)結(jié)合起來(lái)，依靠工頻故障中的波形信息準(zhǔn)確提取故障時(shí)刻信息，并準(zhǔn)確提取故障時(shí)刻的行波電流，從而實(shí)現(xiàn)故障分量的故障實(shí)時(shí)錄波，提高波形的辨識(shí)精度，監(jiān)測(cè)方法簡(jiǎn)單、波形誤觸發(fā)數(shù)目少，具備實(shí)時(shí)在線能力的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/08GK103235238SQ20131014105
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者劉銳, 虢韜, 劉奕, 楊恒, 徐梁剛, 嚴(yán)爾梅, 吳兆鑫 申請(qǐng)人:貴州電網(wǎng)公司輸電運(yùn)行檢修分公司