CN114236423A - 一种电力***输电线路短路故障诊断方法 - Google Patents

一种电力***输电线路短路故障诊断方法 Download PDF

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赵少华
李晋
张楠楠
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

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Abstract

本发明公开了一种电力***输电线路短路故障诊断方法，包括以下步骤：S1，首先在输电线路的各个分支点上安装电路探测器；S2，实时收集各个分支点上安装电路探测器的电流信号数据，并对电流信号数据进行预处理；S3，将预处理后的电流信号数据与历史电流数据进行对比分析，判断是否发生电线路短路故障；S4，确定电线路发生短路故障后，根据相应的电路探测器，确定发生电流短路故障的具体电线路分支点。该电力***输电线路短路故障诊断方法，能够有效地对配电线路运行中的各种参数进行监控与记录。当监控数据发生异常，就可以依据数据计算出故障的具***置，检测的效率更高，能够快速地帮助工作人员对故障阶段进行检修。

Description

一种电力***输电线路短路故障诊断方法
技术领域
本发明属于电力***输电安全技术领域，具体涉及一种电力***输电线路短路故障诊断方法。
背景技术
输电线路一方面跨越的空间距离大，一般为几十到几千千米，另一方面长期暴露在环境条件恶劣的户外，无法进行有效地维护，与其他电气元件比较，输电线路所处的条件决定了它是电力***中最容易发生故障的一环。输电线路上，最常见同时也是最危险的故障是相与相或相与地之间的非正常连接，即短路。这些故障在电力***中分为单相接地短路、两相相间短路、两相接地短路和三相接地短路。其中以单相接地短路最为常见，而三相短路是比较少见的。短路发生时会产生很大的短路电流，同时使***中电压大大降低。短路点短路电流及短路电流的热效应和机械效应会直接损坏电气设备。电压下降影响用户的正常工作，影响产品质量。短路更严重的后果，是因为电压下降可能导致电力***发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏，引起***振荡，直至整个***瓦解。因此输电线路的短路故障诊断是电力***故障诊断的一个重点。
目前，电力***中发生故障时，普遍采用小波变换来进行故障判断主要是将小波熵用于神经网络或模糊***等启发式算法中来识别故障。通过小波变换和小波时频参数生成小波熵特征向量，然后结合神经网络来识别故障。但这种识别方式，在判断输电线路具体出现问题的节点时，速度较慢，需要工作人员依次去排查，从而造成了整个输电线路短路后的恢复时间慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力***输电线路短路故障诊断方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电力***输电线路短路故障诊断方法，包括以下步骤：
S1，首先在输电线路的各个分支点上安装电路探测器；
S2，实时收集各个分支点上安装电路探测器的电流信号数据，并对电流信号数据进行预处理；
S3，将预处理后的电流信号数据与历史电流数据进行对比分析，判断是否发生电线路短路故障；
S4，确定电线路发生短路故障后，根据相应的电路探测器，确定发生电流短路故障的具体电线路分支点。
优选的，S1中，在安装电路探测器时，主要将电路探测器安装在相较容易发生故障的区域，并且每相邻两个分支点之间的距离可调，并且在电路探测器安装完成后，还应在电路探测器内安装GPS定位芯片，用于方便检测中的定位。
优选的，所述电路探测器在各个分支点安装完成后，主要通过传感器的方式将检测的电流信号传递到每个分支点内的处理中心内。
优选的，S2中，所述电流信号数据包括电线路运行中的各种参数以及相应参数下的实时时间记录，同时电流信号收集完成后经处理中心的变送器将其转化成计算机能够处理的数字信号。
优选的，S3中，在将处理完成的电流信号进行对比之前，先从电力***中获取电流信号数据的历史信息，然后将得到的目标数据与历史数据进行对比，判断目标数据是否为故障后的电流数据，具体如下：
S301，首先将采集到的电流数据按照采集的时间序列进行排布，得到当前时间阶段下的电流数据排布信息序列N(s)时，每相邻两组间隔数据之间的时间为0.400ms；
S302，从电力数据库内获取S301中所处时间序列内的历史数据，同样将历史数据按照时间序列进行排布，得到历史时间阶段下的电流数据排布信息M(s)时；
S303，将S301中排布序列N(s)与S302中的排布序列M(s)进行横向对比，得到对比比较下的差值数据J(s)＝N(s)-M(s)；
S304，判断S303中差值数据J(s)内是否含有差异序列P(s’)，若含有再从电力数据库内获取该时间s’内是否存在电流输出调整，若存在则为正常数据，若不存在则判断该s’的开始阶段存在短路故障。
优选的，S301中(s)表示当前时间阶段，S303(s’)表示差异时间阶段。
优选的，S4中，在确定存在短路故障时，此时通过相应分支点内的电路探测器以及该电路探测器内安装的GPS芯片，从而确定出现短路故障的输电线节点。
本发明的技术效果和优点：该电力***输电线路短路故障诊断方法，通过将整个输电线路由电路探测器分隔成若干个节点输电线路，每个节点输电线路之间进行单独的电流数据采集，并且将采集完成的电流数据快速地通过各自节点进行上传和判断，从而快速地得出相应节点下的输电线路是否出现短路故障，这种方法能够有效地对配电线路运行中的各种参数进行监控与记录。当监控数据发生异常，就可以依据数据计算出故障的具***置，检测的效率更高，能够快速地帮助工作人员对故障阶段进行检修。
附图说明
图1为本发明的整体的流程图；
图2为本发明的故障分析判断的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-2所示的一种电力***输电线路短路故障诊断方法，包括以下步骤：
S1，首先在输电线路的各个分支点上安装电路探测器；
S2，实时收集各个分支点上安装电路探测器的电流信号数据，并对电流信号数据进行预处理；
S3，将预处理后的电流信号数据与历史电流数据进行对比分析，判断是否发生电线路短路故障；
S4，确定电线路发生短路故障后，根据相应的电路探测器，确定发生电流短路故障的具体电线路分支点。
进一步的，S1中，在安装电路探测器时，主要将电路探测器安装在相较容易发生故障的区域，加强对每一区段运行状况的检测，并且每相邻两个分支点之间的距离可调，从而可根据实际状况对相应节点进行调整，并不限于一定长度下为一个节点，并且在电路探测器安装完成后，还应在电路探测器内安装GPS定位芯片，用于方便检测中的定位，能够有效地对配电线路运行中的各种参数进行监控与记录，同时在上传数据时，能够得知相应数据的具***置。
进一步的，电路探测器在各个分支点安装完成后，主要通过传感器的方式将检测的电流信号传递到每个分支点内的处理中心内，之后再由各个分支点通过网络的形式向总控中心进行数据的上传，方便数据的集中快速处理。
进一步的，S2中，电流信号数据包括电线路运行中的各种参数以及相应参数下的实时时间记录，此处的电流数据为输电线输电过程中的总数据，并不单指电流或电压一种形式，同时电流信号收集完成后经处理中心的变送器将其转化成计算机能够处理的数字信号，此处的变送器包括电流变送器和电压变送器。
进一步的，S3中，在将处理完成的电流信号进行对比之前，先从电力***中获取电流信号数据的历史信息，然后将得到的目标数据与历史数据进行对比，判断目标数据是否为故障后的电流数据，具体如下：
S301，首先将采集到的电流数据按照采集的时间序列进行排布，得到当前时间阶段下的电流数据排布信息序列N(s)时，每相邻两组间隔数据之间的时间为0.400ms；
S302，从电力数据库内获取S301中所处时间序列内的历史数据，同样将历史数据按照时间序列进行排布，得到历史时间阶段下的电流数据排布信息M(s)时；
S303，将S301中排布序列N(s)与S302中的排布序列M(s)进行横向对比，得到对比比较下的差值数据J(s)＝N(s)-M(s)；
S304，判断S303中差值数据J(s)内是否含有差异序列P(s’)，若含有再从电力数据库内获取该时间s’内是否存在电流输出调整，若存在则为正常数据，若不存在则判断该s’的开始阶段存在短路故障。
进一步的，S301中(s)表示当前时间阶段，S303(s’)表示差异时间阶段，此处的(s’)小于等于(s)。
进一步的，S4中，在确定存在短路故障时，此时通过相应分支点内的电路探测器以及该电路探测器内安装的GPS芯片，从而确定出现短路故障的输电线节点。
工作原理，该电力***输电线路短路故障诊断方法，首先在输电线路的各个分支点上安装电路探测器；实时收集各个分支点上安装电路探测器的电流信号数据，并对电流信号数据进行预处理；将采集到的电流数据按照采集的时间序列进行排布，得到当前时间阶段下的电流数据排布信息序列N(s)时，每相邻两组间隔数据之间的时间为0.400ms；从电力数据库内获取S301中所处时间序列内的历史数据，同样将历史数据按照时间序列进行排布，得到历史时间阶段下的电流数据排布信息M(s)时；将S301中排布序列N(s)与S302中的排布序列M(s)进行横向对比，得到对比比较下的差值数据J(s)＝N(s)-M(s)；判断S303中差值数据J(s)内是否含有差异序列P(s’)，若含有再从电力数据库内获取该时间s’内是否存在电流输出调整，若存在则为正常数据，若不存在则判断该s’的开始阶段存在短路故障确定电线路发生短路故障后，根据相应的电路探测器，确定发生电流短路故障的具体电线路分支点。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电力***输电线路短路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，首先在输电线路的各个分支点上安装电路探测器；
S2，实时收集各个分支点上安装电路探测器的电流信号数据，并对电流信号数据进行预处理；
S3，将预处理后的电流信号数据与历史电流数据进行对比分析，判断是否发生电线路短路故障；
S4，确定电线路发生短路故障后，根据相应的电路探测器，确定发生电流短路故障的具体电线路分支点。
2.根据权利要求1所述的一种电力***输电线路短路故障诊断方法，其特征在于，S1中，在安装电路探测器时，主要将电路探测器安装在相较容易发生故障的区域，并且每相邻两个分支点之间的距离可调，并且在电路探测器安装完成后，还应在电路探测器内安装GPS定位芯片，用于方便检测中的定位。
3.根据权利要求2所述的一种电力***输电线路短路故障诊断方法，其特征在于，所述电路探测器在各个分支点安装完成后，主要通过传感器的方式将检测的电流信号传递到每个分支点内的处理中心内。
4.根据权利要求3所述的一种电力***输电线路短路故障诊断方法，其特征在于，S2中，所述电流信号数据包括电线路运行中的各种参数以及相应参数下的实时时间记录，同时电流信号收集完成后经处理中心的变送器将其转化成计算机能够处理的数字信号。
5.根据权利要求4所述的一种电力***输电线路短路故障诊断方法，其特征在于，S3中，在将处理完成的电流信号进行对比之前，先从电力***中获取电流信号数据的历史信息，然后将得到的目标数据与历史数据进行对比，判断目标数据是否为故障后的电流数据，具体如下：
S301，首先将采集到的电流数据按照采集的时间序列进行排布，得到当前时间阶段下的电流数据排布信息序列N(s)时，每相邻两组间隔数据之间的时间为0.400ms；
S302，从电力数据库内获取S301中所处时间序列内的历史数据，同样将历史数据按照时间序列进行排布，得到历史时间阶段下的电流数据排布信息M(s)时；
S303，将S301中排布序列N(s)与S302中的排布序列M(s)进行横向对比，得到对比比较下的差值数据J(s)＝N(s)-M(s)；
S304，判断S303中差值数据J(s)内是否含有差异序列P(s’)，若含有再从电力数据库内获取该时间s’内是否存在电流输出调整，若存在则为正常数据，若不存在则判断该s’的开始阶段存在短路故障。
6.根据权利要求5所述的一种电力***输电线路短路故障诊断方法，其特征在于，S301中(s)表示当前时间阶段，S303(s’)表示差异时间阶段。
7.根据权利要求5所述的一种电力***输电线路短路故障诊断方法，其特征在于：S4中，在确定存在短路故障时，此时通过相应分支点内的电路探测器以及该电路探测器内安装的GPS芯片，从而确定出现短路故障的输电线节点。
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