一種輸電線路行波錄波方法
2023-06-11 22:49:31 2
專利名稱：一種輸電線路行波錄波方法
技術領域：
本發明涉及電力系統輸電線路故障定位領域，特別是行波故障定位領域。
背景技術：
行波故障定位是一種新興的故障定位技術，其中故障時刻的波形能否正常採集，是關係到行波能否定位的重要環節。而很多高阻接地的行波電流有著電流幅值小、與線路中的幹擾行波幅值區別較小的特性，給行波採集與辨識帶來了很大的困難。目前的技術使用工頻電流與行波電流分別觸發與捕捉的方式來獲取故障時刻信息。這種方式對於比較微弱的行波信號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採集與分辨。目前的很多做法是通過降低行波觸發閾值使高阻接地時刻的行波得以觸發並上傳，但是這種方法會伴隨大量的行波誤觸發，增加通訊負擔，減小設備壽命，而且還會增加數據辨識與篩選的工作量。
發明內容
本專利的目的在於提出一種輸電線路行波錄波方法，以解決傳統的基於閾值觸發的波形監測方法在應對監測高阻接地時，行波信號比較微弱而經常出現監測不到行波信號的情況以及現有的純粹降低行波監測的觸發閾值後存在上傳數據量大、誤觸發波形多、故障波形難以辨識與篩選，同時還會引起監測終端壽命降低，數據傳輸成本增加，以及故障診斷難度增加等一系列問題。本發明要解決上述技術問題是通過採用如下新的技術方案實現的:使用羅氏線圈基於實時採集處理的方式·來提取輸電線路工頻電流波形，採用觸發後記錄上傳的方式實時採集輸電線路工頻電流波形；當工頻電流觸發時，將故障時刻波形存入二級緩存，提取故障時刻行波的工頻分量及故障分量；存入故障時刻波形後進行故障有效性驗證，基於正常故障波形仍然會保留工頻的頻率特性，若觸發後，高頻波形存在每半個工頻周期穿越一次零點，判斷為發生故障；依據分閘時刻會發生失流的現象，當下一個周波的最大值遠小於前一個周波的最大值時，認為分閘時刻在兩周波的交點處，位於後一個周期前四分之一個周期處，提取分閘時刻的波形，並進行上傳。與現有技術比較，相對於現有的基於閾值觸發的波形監測方法，本方法具有以下優點:具有對波形的辨識精度高、監測方法簡單、波形誤觸發數目少、且具備實時在線能力等的優良特點。
圖1表示了一個發生故障的工頻的波形 圖2是故障分量的波形 圖3實現行波的實時錄波的算法圖；圖4實現行波的實時錄波的流程圖。
具體實施例方式本方法根據故障時刻工頻電流會出現突變，利用故障分量法找出準確故障時間，在短時內提取故障時刻觸發上傳的波形。原理如下所述:
工頻波形是目前我們使用的在線路上傳輸的50Hz正弦電流波形，在處理工頻波形時，我們通常採用下列基本假設:
(I)經過濾波處理後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發生變化，在中國為50Hz。(3)線路運行時的工頻電流不會發生大幅突變。圖1表示了一個發生故障的工頻的波形圖，故障時刻工頻電流突然升高，而分閘時刻電流突然降低。為了能夠很容易的處理電流升高的過程，採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。基於工頻負荷電流的特性，圖2前段呈現出變化量較小的特性，理想狀況下應為O的直線，在故障時，因為故障電流較大，與正常工頻時有著很明顯的區分。分閘時刻電流衰減為0，故障分量會呈現出正常工頻特性，而不同特性之間的交界處，即為故障時刻以及分閘時刻。行波電流反映了 電流瞬變時的暫態特性，因此行波產生於故障時刻以及分閘時亥|J。準確定位故障時刻與分閘時刻，即能準確的找到故障行波的產生時間，並且通過搜尋該時刻的行波波形，獲取帶有故障點信息的行波。同時，還需要在很短的時間定位故障時刻與分閘時刻，因為定位故障時刻的花費越長，需要緩存的行波數據越多，對系統的壓力也會越大。因此，我們提出如圖3的算法思想，來實現行波的實時錄波，計算流程圖見圖4，具體的實現方法如下:
1、工頻電流波形的提取
工頻電流波形使用羅氏線圈採用實時採集處理的方式來提取，採用觸發後記錄上傳的方式來米集。2、故障時刻行波的提取
行波信號使用羅氏線圈實時連續採集，採用緩存的方式進行記錄，當工頻電流觸發時，將故障時刻波形存入二級緩存，在驗證故障發生以後上傳。3、故障有效性的驗證
正常故障波形仍然會保留工頻的頻率特性，依靠這一特性，我們可以判斷若觸發後，高頻波形存在每半個工頻周期穿越一次零點，則為發生故障。4、分閘時刻波形的提取
分閘時刻會發生失流的現象，因此我們可以依據此特性，當下一個周波的最大值遠小於前一個周波的最大值時，我們則認為分閘時刻在兩周波的交點處，位置為後一個周期前四分之一個周期處。最後上傳工頻波形和高頻波形。
權利要求
1.一種輸電線路行波錄波方法，其特徵在於:該方法是將工頻故障監測與行波故障監測結合起來，依靠工頻故障中的波形信息準確判定是否故障及故障時刻，判定為真故障時，提取分閘時刻的行波波形，並進行上傳。
2.根據權利要求1所述的輸電線路行波錄波方法，其特徵在於:工頻故障監測與行波故障監測結合具體包括以下步驟: 實時採集輸電線路工頻電流波形； 提取故障時刻行波的工頻分量及故障分量； 對工頻分量或故障分量進行故障的有效性的驗證； 提取分閘時刻的行波波形，並進行上傳。
3.根據權利要求2所述的輸電線路行波錄波方法，其特徵在於:使用羅氏線圈基於實時採集處理的方式來提取輸電線路工頻電流波形，採用觸發後記錄上傳的方式來採集。
4.根據權利要求3所述的輸電線路行波錄波方法，其特徵在於:當工頻電流觸發時，將故障時刻波形存入二級緩存，在驗證故障發生以後上傳。
5.根據權利要求4所述的輸電線路行波錄波方法，其特徵在於:存入故障時刻波形後進行故障有效性驗證；基於正常故障波形仍然會保留工頻的頻率特性，若觸發後，高頻波形存在每半個工頻周期穿 越一次零點，判斷為發生故障；否則，則不是故障。
6.根據權利要求5所述的一種輸電線路行波錄波方法，其特徵在於:分閘時刻波形的提取，依據分閘時刻會發生失流的現象，當下一個周波的最大值遠小於前一個周波的最大值時，認為分閘時刻在兩周波的交點處，位於後一個周期前四分之一個周期處。
全文摘要
本發明提供了一種輸電線路行波錄波新方法,按照國際專利分類表(IPC)劃分，屬於電技術領域。其目的主要解決現有的基於閾值觸發的波形監測方法在應對監測高阻接地時，行波信號比較微弱而出現監測不到行波信號的情況，以及純粹降低行波監測的觸發閾值後存在上傳數據量大、誤觸發波形多、故障波形難以辨識與篩選，同時還會引起監測終端壽命降低，數據傳輸成本增加，及故障診斷難度增加的問題。本發明將工頻故障監測與行波故障監測結合起來，依靠工頻故障中的波形信息準確提取故障時刻信息，並準確提取故障時刻的行波電流，從而實現故障分量的故障實時錄波，提高波形的辨識精度，監測方法簡單、波形誤觸發數目少，具備實時在線能力的特點。
文檔編號G01R31/08GK103235238SQ20131014105
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者劉銳, 虢韜, 劉奕, 楊恆, 徐梁剛, 嚴爾梅, 吳兆鑫 申請人:貴州電網公司輸電運行檢修分公司