CN107247214B - 一种集成输电线路保护、行波测距方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成输电线路保护、行波测距方法，通过保护DSP单元启动判据与行波DSP单元启动组合，有效地减少了行波测距的频繁误启动，并通过将高速缓存单元分为四个缓存子单元循环存储行波测距数据，以及将每次的行波测距数据及时转存至数据存储器，使得启动间隔相近的多次行波故障测距数据不会被覆盖，有效解决了频繁启动造成的数据被覆盖或丢失的问题，并通过设置两种抽取采样单元的方式提高了保护DSP采样的精度，在提高输电线路故障测距精度，同时节约站内资源，具有良好的应用前景。

Description

一种集成输电线路保护、行波测距方法

技术领域

本发明涉及输电线路保护技术领域，具体涉及一种集成输电线路保护、行波测距方法。

背景技术

长期以来，高压输电线路的故障测距受到普遍重视。高压输电线路故障的准确定位，能缩短故障修复时间，提高供电可靠性，减少停电损失。目前，高压输电线路保护的基于工频量测距的算法受多种因素的影响导致测距精度误差大；行波测距有着不受***运行方式和CT饱和等影响特点，可精确定位线路故障点，但是，变电站内单独的行波测距装置占用了变电站的资源，且一般只能同时对几条线路进行行波测距。针对这个问题，现有的解决方法是在已有的线路保护装置上新增单独的行波DSP插件，插件中包含高速采集单元和行波DSP单元，增加单独的电流互感器测量电流行波，借用原有的保护通道用来交换两侧行波测距数据，行波DSP插件用来高速采集行波数据和利用双端测距算法进行故障测距计算。

两者的结合虽然一定程度上提高了线路故障测距精度并减少了站内行波测距资源的占用，但是，行波测距装置需要频繁启动的问题依然没有得到很好的解决。在实际运行中，行波测距装置存在着频繁误启动的问题，频繁的启动往往会错过或冲掉真正的故障数据记录，给运行维护带来了诸多不便，虽然提高行波DSP插件中行波DSP单元的启动门槛，能够减轻频繁启动的问题，但使得检测到行波达到时刻推迟，会影响行波测距的精度，如何克服上述的问题，是当前急需解决的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中行波测距装置存在着频繁误启动的问题，频繁的启动往往会错过或冲掉真正的故障数据记录，给运行维护带来了诸多不便的问题。本发明的集成输电线路保护、行波测距方法，通过保护DSP单元启动判据与行波DSP单元启动组合，有效地减少了行波测距的频繁误启动，有效解决了频繁启动造成的数据被覆盖或丢失的问题，在提高输电线路故障测距精度，同时节约站内资源，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（A），装置初始化后开始运行时，可线性传变暂态电流行波和电压行波的交流插件内的交流互感器输出信号经高速采集单元采样，并传送给高速缓存单元；

步骤（B），高速缓存单元首先在缓存子单元A中循环存储，采样抽取单元的两个抽取单元同步采样工作，先将第一抽取单元E的采样结果，传送给保护DSP单元；

步骤（C），若保护DSP单元运算后保护启动，采样抽取单元收到保护单元启动信号，将第二抽取单元F的采样结果传给保护DSP单元进行故障逻辑运算；若保护DSP单元未启动或启动返回后，采样抽取单元将传送第一抽取单元E的采样结果，保护DSP单元以此进行保护运算；

步骤（D），保护DSP单元经过运算，得到保护是否启动、区内正方向元件是否动作和保护是否动作的信号，若是则发送给行波DSP单元；

步骤（E），行波DSP单元读取高速缓存单元中的数据，并判断是否启动故障测距，包括以下两种方式满足启动故障测距的条件，（E1）行波DSP单元收到保护DSP单元的保护动作信号；（E2）行波DSP单元启动并收到保护DSP单元启动信号，且区内正方向元件动作信号；

步骤（F），若行波DSP单元启动故障测距，行波DSP单元记录此刻时标，并启动定时器1，将高速采集单元传输的数据继续缓存至缓存子单元B和缓存子单元C，缓存子单元B缓存完成后，行波DSP单元将上述缓存子单元A和缓存子单元B中数据转存至数据存储器，缓存子单元C继续循环存储缓存数据，并执行步骤(C)和（H）；若前一次故障测距启动未返回，故障测距再次启动，执行步骤（G）；

步骤（G），若前一次故障测距启动未返回，故障测距再次启动时，行波DSP单元记录此刻时标，启动定时器2，将高速采集单元传输的数据同时存至缓存子单元D和缓存子单元A中，缓存单元D缓存完成后，行波DSP单元将上述缓存在缓存子单元C和单元D中数据转存至数据存储器，缓存子单元A继续循环存储缓存数据，并执行步骤(C)和（H）；若故障测距再次启动，返回步骤（F）；

步骤（H），行波DSP单元根据记录的故障测距启动时的时标，从数据存储器读取存储的行波数据，进行故障测距计算，得到行波测距结果。

前述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：步骤（A），所述高速缓存单元包括四个缓存子单元A、B、C、D，各缓存子单元存储地址彼此连续，容量一致。

前述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：步骤（B）,所述采样抽取单元包括第一抽取单元E和第二抽取单元F。

前述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：所述第一抽取单元E，用于将m个采样点求取平均值；所述第二抽取单元F，根据m个采样点抽取采样，两者之间相连接，同步输出采样值，其中，m为高速采样单元的采样频率除以保护DSP单元的采样频率后的取整值。

前述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：步骤（H），行波DSP单元通过双端测距法，进行故障测距计算；当输电线路保护装置的光纤通道退出运行或两侧采样数据不同步，不满足双端测距法条件时，则通过单端测距法进行故障测距计算。

前述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：步骤（H），所述行波DSP单元读取数据存储器存储的行波数据为电压行波数据或电流行波数据。

本发明的有益效果是：本发明的集成输电线路保护、行波测距方法，通过保护DSP单元启动判据与行波DSP单元启动组合，有效地减少了行波测距的频繁误启动，并通过将高速缓存单元分为四个缓存子单元循环存储行波测距数据，以及将每次的行波测距数据及时转存至数据存储器，使得启动间隔相近的多次行波故障测距数据不会被覆盖，有效解决了频繁启动造成的数据被覆盖或丢失的问题，并通过设置两种抽取采样单元的方式提高了保护DSP采样的精度，在提高输电线路故障测距精度，同时节约站内资源，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的集成输电线路保护、行波测距方法的流程图；

图2是本发明的高速缓存单元的***框图；

图3是本发明的采样抽取单元的***框图；

图4是本发明的集成输电线路保护、行波测距的故障测距启动判据图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

根据上述的集成输电线路保护、行波测距的装置的集成输电线路保护、行波测距方法，如图1所示，包括以下步骤，

步骤（A），装置初始化后开始运行时，可线性传变暂态电流行波和电压行波的交流插件内的交流互感器输出信号经高速采集单元采样，并传送给高速缓存单元；优选的，高速缓存单元包括四个缓存子单元A、B、C、D，各缓存子单元存储地址彼此连续，容量一致，如图2所示；

步骤（B），高速缓存单元首先在缓存子单元A中循环存储，采样抽取单元的两个抽取单元同步采样工作，先将第一抽取单元E的采样结果，传送给保护DSP单元，如图3所示，采样抽取单元包括第一抽取单元E和第二抽取单元F，所述第一抽取单元E，用于将m个采样点求取平均值；所述第二抽取单元F，根据m个采样点抽取采样，两者之间相连接，同步输出采样值，其中，m为高速采样单元的采样频率除以保护DSP单元的采样频率后的取整值，例如，保护DSP单元的采样频率为1200Hz时，高速缓存单元的采样频率为2MHz；第一抽取单元E将1666个采样点求平均值后送至保护DSP单元；第二抽取单元F根据1666个间隔点抽取采样送至保护DSP单元；

步骤（C），若保护DSP单元运算后保护启动，采样抽取单元收到保护单元启动信号，将第二抽取单元F的采样结果传给保护DSP单元进行故障逻辑运算；若保护DSP单元未启动或启动返回后，采样抽取单元将传送第一抽取单元E的采样结果，保护DSP单元以此进行保护运算；

步骤（D），保护DSP单元经过运算，得到保护是否启动、区内正方向元件是否动作和保护是否动作的信号，若是则发送给行波DSP单元；

步骤（E），行波DSP单元读取高速缓存单元中的数据，并判断是否启动故障测距，包括以下两种方式满足启动故障测距的条件，如图4所示，（E1）行波DSP单元收到保护DSP单元的保护动作信号；（E2）行波DSP单元启动并收到保护DSP单元启动信号，且区内正方向元件动作信号；

步骤（F），若行波DSP单元启动故障测距，行波DSP单元记录此刻时标，并启动定时器1，将高速采集单元传输的数据继续缓存至缓存子单元B和缓存子单元C，缓存子单元B缓存完成后，行波DSP单元将上述缓存子单元A和缓存子单元B中数据转存至数据存储器，缓存子单元C继续循环存储缓存数据，并执行步骤(C)和（H）；若前一次故障测距启动未返回，故障测距再次启动，执行步骤（G）；

步骤（G），若前一次故障测距启动未返回，故障测距再次启动时，行波DSP单元记录此刻时标，启动定时器2，将高速采集单元传输的数据同时存至缓存子单元D和缓存子单元A中，缓存单元D缓存完成后,行波DSP单元将上述缓存在单元C和缓存子单元D中数据转存至数据存储器，缓存子单元A继续循环存储缓存数据，并执行步骤(C)和（H）；若故障测距再次启动，返回步骤（F），使得启动间隔相近的多次行波故障测距数据不会被覆盖，有效解决了频繁启动造成的数据被覆盖或丢失的问题；

步骤（H），行波DSP单元根据记录的故障测距启动时的时标，从数据存储器读取存储的行波数据，进行故障测距计算，得到行波测距结果，这里可通过双端测距法，进行故障测距计算；当输电线路保护装置的光纤通道退出运行或两侧采样数据不同步，不满足双端测距法条件时，则通过单端测距法进行故障测距计算，优选的所述行波DSP单元读取数据存储器存储的行波数据为电压行波数据或电流行波数据。

综上所述，本发明的集成输电线路保护、行波测距方法，通过保护DSP单元启动判据与行波DSP单元启动组合，有效地减少了行波测距的频繁误启动，并通过将高速缓存单元分为四个缓存子单元循环存储行波测距数据，以及将每次的行波测距数据及时转存至数据存储器，使得启动间隔相近的多次行波故障测距数据不会被覆盖，有效解决了频繁启动造成的数据被覆盖或丢失的问题，并通过设置两种抽取采样单元的方式提高了保护DSP采样的精度，在提高输电线路故障测距精度，同时节约站内资源，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(A)，装置初始化后开始运行时，可线性传变暂态电流行波和电压行波的交流插件内的交流互感器输出信号经高速采集单元采样，并传送给高速缓存单元；

步骤(B)，高速缓存单元首先在缓存子单元A中循环存储，采样抽取单元的两个抽取单元同步采样工作，先将第一抽取单元E的采样结果，传送给保护DSP单元；

步骤(C)，若保护DSP单元运算后保护启动，采样抽取单元收到保护DSP单元启动信号，将第二抽取单元F的采样结果传给保护DSP单元进行故障逻辑运算；若保护DSP单元未启动或启动返回后，采样抽取单元将传送第一抽取单元E的采样结果，保护DSP单元以此进行保护运算；

步骤(D)，保护DSP单元经过运算，得到保护是否启动、区内正方向元件是否动作和保护是否动作的信号，若是则发送给行波DSP单元；

步骤(E)，行波DSP单元读取高速缓存单元中的数据，并判断是否启动故障测距，包括以下两种方式满足启动故障测距的条件，(E1)行波DSP单元收到保护DSP单元的保护动作信号；(E2)行波DSP单元启动并收到保护DSP单元启动信号，且区内正方向元件动作信号；

步骤(F)，若行波DSP单元启动故障测距，行波DSP单元记录此刻时标，并启动定时器1，将高速采集单元传输的数据继续缓存至缓存子单元B和缓存子单元C，缓存子单元B缓存完成后，行波DSP单元将上述缓存子单元A和缓存子单元B中数据转存至数据存储器，缓存子单元C继续循环存储缓存数据，并执行步骤(C)和(H)；若前一次故障测距启动未返回，故障测距再次启动，执行步骤(G)；

步骤(G)，若前一次故障测距启动未返回，故障测距再次启动时，行波DSP单元记录此刻时标，启动定时器2，将高速采集单元传输的数据同时存至缓存子单元D和缓存子单元A中，缓存单元D缓存完成后，行波DSP单元将上述缓存在缓存子单元C和单元D中数据转存至数据存储器，缓存子单元A继续循环存储缓存数据，并执行步骤(C)和(H)；若故障测距再次启动，返回步骤(F)；

步骤(H)，行波DSP单元根据记录的故障测距启动时的时标，从数据存储器读取存储的行波数据，进行故障测距计算，得到行波测距结果。

2.根据权利要求1所述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：步骤(A)，所述高速缓存单元包括四个缓存子单元A、B、C、D，各缓存子单元存储地址彼此连续，容量一致。

3.根据权利要求1所述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：步骤(B),所述采样抽取单元包括第一抽取单元E和第二抽取单元F。

4.根据权利要求3所述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：所述第一抽取单元E，用于将m个采样点求取平均值；所述第二抽取单元F，根据m个采样点抽取采样，两者之间相连接，同步输出采样值，其中，m为高速采集单元的采样频率除以保护DSP单元的采样频率后的取整值。

5.根据权利要求1所述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：步骤(H)，行波DSP单元通过双端测距法，进行故障测距计算；当输电线路保护装置的光纤通道退出运行或两侧采样数据不同步，不满足双端测距法条件时，则通过单端测距法进行故障测距计算。

6.根据权利要求1所述的一种集成输电线路保护、行波测距方法，其特征在于：步骤(H)，所述行波DSP单元读取数据存储器存储的行波数据为电压行波数据或电流行波数据。