CN103235238A - 一种输电线路行波录波方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输电线路行波录波新方法,按照国际专利分类表（IPC）划分，属于电技术领域。其目的主要解决现有的基于阈值触发的波形监测方法在应对监测高阻接地时，行波信号比较微弱而出现监测不到行波信号的情况，以及纯粹降低行波监测的触发阈值后存在上传数据量大、误触发波形多、故障波形难以辨识与筛选，同时还会引起监测终端寿命降低，数据传输成本增加，及故障诊断难度增加的问题。本发明将工频故障监测与行波故障监测结合起来，依靠工频故障中的波形信息准确提取故障时刻信息，并准确提取故障时刻的行波电流，从而实现故障分量的故障实时录波，提高波形的辨识精度，监测方法简单、波形误触发数目少，具备实时在线能力的特点。

Description

一种输电线路行波录波方法

技术领域

本发明涉及电力***输电线路故障定位领域，特别是行波故障定位领域。

背景技术

行波故障定位是一种新兴的故障定位技术，其中故障时刻的波形能否正常采集，是关系到行波能否定位的重要环节。而很多高阻接地的行波电流有着电流幅值小、与线路中的干扰行波幅值区别较小的特性，给行波采集与辨识带来了很大的困难。

目前的技术使用工频电流与行波电流分别触发与捕捉的方式来获取故障时刻信息。这种方式对于比较微弱的行波信号具有比较差的分辨能力。因此很多高阻接地情况下的故障行波难以采集与分辨。

目前的很多做法是通过降低行波触发阈值使高阻接地时刻的行波得以触发并上传，但是这种方法会伴随大量的行波误触发，增加通讯负担，减小设备寿命，而且还会增加数据辨识与筛选的工作量。

发明内容

本专利的目的在于提出一种输电线路行波录波方法，以解决传统的基于阈值触发的波形监测方法在应对监测高阻接地时，行波信号比较微弱而经常出现监测不到行波信号的情况以及现有的纯粹降低行波监测的触发阈值后存在上传数据量大、误触发波形多、故障波形难以辨识与筛选，同时还会引起监测终端寿命降低，数据传输成本增加，以及故障诊断难度增加等一系列问题。

本发明要解决上述技术问题是通过采用如下新的技术方案实现的：使用罗氏线圈基于实时采集处理的方式来提取输电线路工频电流波形，采用触发后记录上传的方式实时采集输电线路工频电流波形；当工频电流触发时，将故障时刻波形存入二级缓存，提取故障时刻行波的工频分量及故障分量；存入故障时刻波形后进行故障有效性验证，基于正常故障波形仍然会保留工频的频率特性，若触发后，高频波形存在每半个工频周期穿越一次零点，判断为发生故障；依据分闸时刻会发生失流的现象，当下一个周波的最大值远小于前一个周波的最大值时，认为分闸时刻在两周波的交点处，位于后一个周期前四分之一个周期处，提取分闸时刻的波形，并进行上传。 

与现有技术比较，相对于现有的基于阈值触发的波形监测方法，本方法具有以下优点：具有对波形的辨识精度高、监测方法简单、波形误触发数目少、且具备实时在线能力等的优良特点。

附图说明

图1表示了一个发生故障的工频的波形图；

图2是故障分量的波形图；

图3实现行波的实时录波的算法图；

图4实现行波的实时录波的流程图。

具体实施方式

本方法根据故障时刻工频电流会出现突变，利用故障分量法找出准确故障时间，在短时内提取故障时刻触发上传的波形。原理如下所述：

工频波形是目前我们使用的在线路上传输的50Hz正弦电流波形，在处理工频波形时，我们通常采用下列基本假设：

（1）   经过滤波处理后的工频波形是理想光滑的正弦波形。

（2）   正常工频波形的频率不会发生变化，在中国为50Hz。

（3）   线路运行时的工频电流不会发生大幅突变。

图1表示了一个发生故障的工频的波形图，故障时刻工频电流突然升高，而分闸时刻电流突然降低。为了能够很容易的处理电流升高的过程，采集到的工频波形减去其正常工频电流，即得到故障分量的波形图，如图2所示。

基于工频负荷电流的特性，图2前段呈现出变化量较小的特性，理想状况下应为0的直线，在故障时，因为故障电流较大，与正常工频时有着很明显的区分。分闸时刻电流衰减为0，故障分量会呈现出正常工频特性，而不同特性之间的交界处，即为故障时刻以及分闸时刻。

行波电流反映了电流瞬变时的暂态特性，因此行波产生于故障时刻以及分闸时刻。准确定位故障时刻与分闸时刻，即能准确的找到故障行波的产生时间，并且通过搜寻该时刻的行波波形，获取带有故障点信息的行波。同时，还需要在很短的时间定位故障时刻与分闸时刻，因为定位故障时刻的花费越长，需要缓存的行波数据越多，对***的压力也会越大。因此，我们提出如图3的算法思想，来实现行波的实时录波，计算流程图见图4，具体的实现方法如下：

   1、工频电流波形的提取

   工频电流波形使用罗氏线圈采用实时采集处理的方式来提取，采用触发后记录上传的方式来采集。

   2、故障时刻行波的提取

   行波信号使用罗氏线圈实时连续采集，采用缓存的方式进行记录，当工频电流触发时，将故障时刻波形存入二级缓存，在验证故障发生以后上传。

   3、故障有效性的验证

   正常故障波形仍然会保留工频的频率特性，依靠这一特性，我们可以判断若触发后，高频波形存在每半个工频周期穿越一次零点，则为发生故障。

   4、分闸时刻波形的提取

   分闸时刻会发生失流的现象，因此我们可以依据此特性，当下一个周波的最大值远小于前一个周波的最大值时，我们则认为分闸时刻在两周波的交点处，位置为后一个周期前四分之一个周期处。最后上传工频波形和高频波形。

Claims (6)

1.一种输电线路行波录波方法,其特征在于：该方法是将工频故障监测与行波故障监测结合起来，依靠工频故障中的波形信息准确判定是否故障及故障时刻，判定为真故障时，提取分闸时刻的行波波形，并进行上传。

2.根据权利要求1所述的输电线路行波录波方法，其特征在于：工频故障监测与行波故障监测结合具体包括以下步骤：

实时采集输电线路工频电流波形；

提取故障时刻行波的工频分量及故障分量；

对工频分量或故障分量进行故障的有效性的验证；

提取分闸时刻的行波波形，并进行上传。

3.根据权利要求2所述的输电线路行波录波方法，其特征在于：使用罗氏线圈基于实时采集处理的方式来提取输电线路工频电流波形，采用触发后记录上传的方式来采集。

4.根据权利要求3所述的输电线路行波录波方法，其特征在于：当工频电流触发时，将故障时刻波形存入二级缓存，在验证故障发生以后上传。

5.根据权利要求4所述的输电线路行波录波方法，其特征在于：存入故障时刻波形后进行故障有效性验证；基于正常故障波形仍然会保留工频的频率特性，若触发后，高频波形存在每半个工频周期穿越一次零点，判断为发生故障；否则，则不是故障。

6.根据权利要求5所述的一种输电线路行波录波方法，其特征在于：分闸时刻波形的提取，依据分闸时刻会发生失流的现象，当下一个周波的最大值远小于前一个周波的最大值时，认为分闸时刻在两周波的交点处，位于后一个周期前四分之一个周期处。

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