一種超高壓線路故障精確測(cè)距方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種超高壓線路故障精確測(cè)距方法，包括利用過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集雙回路輸電線路中的故障電壓行波信號(hào)，將所述故障電壓行波信號(hào)傳輸至電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置；利用所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行處理，得到電磁暫態(tài)信息，得到所述故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)；根據(jù)所述時(shí)間數(shù)據(jù)，得出產(chǎn)生所述故障電壓行波信號(hào)的故障回路；再進(jìn)行故障點(diǎn)到輸電線路兩端變電站的距離測(cè)算。本實(shí)施例提供的先選線再測(cè)距的方式，克服了傳統(tǒng)雙端行波測(cè)距法應(yīng)用于雙回路輸電故障測(cè)距不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，對(duì)于超高壓輸電線路的故障測(cè)距具有很大的實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】
一種超高壓線路故障精確測(cè)距方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及超高壓線路故障精確測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于雙回路輸電 系統(tǒng)的超高壓線路故障精確測(cè)距方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超高電壓是指330千伏至765千伏的電壓等級(jí)，即330(345)千伏、400(380)千伏、 500(550)千伏、765(750)千伏等各種電壓等級(jí)。超高壓輸電是電力工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo) 志之一。隨著電能利用的廣泛發(fā)展，許多國(guó)家都在興建大容量水電站、火電廠、核電站以及 電站群，而動(dòng)力資源又往往遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，只有采用超高壓輸電才能有效而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)輸 電任務(wù)。實(shí)現(xiàn)超高壓輸電需要解決的一個(gè)重要技術(shù)課題是過電壓(包括內(nèi)部過電壓和外部 過電壓)預(yù)測(cè)及防護(hù)。超高壓線路發(fā)生故障時(shí)，將產(chǎn)生過電壓、高頻電磁波向線路兩端傳輸， 尋找故障點(diǎn)，根據(jù)故障造成的損壞程度判斷線路能否繼續(xù)運(yùn)行還是須停電檢修，對(duì)故障的 準(zhǔn)確定位，能夠縮短故障修復(fù)時(shí)間，提高供電可靠性，減少停電損失。
[0003] 目前對(duì)于超高壓線路故障測(cè)距應(yīng)用較為廣泛的是雙端行波測(cè)距法。雙端行波測(cè)距 法是利用超高壓線路的電磁暫態(tài)信息來計(jì)算故障距離。電磁暫態(tài)過程是輸電系統(tǒng)中電磁能 量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，其嚴(yán)重影響了超高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是造成電力設(shè)備絕緣擊 穿的直接原因。當(dāng)超高壓輸電線路發(fā)生故障時(shí)，電磁暫態(tài)過程包含豐富的故障信息。雙端行 波測(cè)距利用故障產(chǎn)生的電磁暫態(tài)行波信號(hào)到線路兩端的時(shí)間差來計(jì)算故障位置，其中依據(jù) 公式為：
式中1為線路長(zhǎng)度，X1、X2分別為故障點(diǎn)到兩端的 距離，thts*別為故障行波到達(dá)線路兩端時(shí)間，V為行波傳播速度，參見圖1。但雙端行波測(cè) 距法在雙回路輸電系統(tǒng)中存在一定缺陷，如果兩條回路長(zhǎng)度假設(shè)在線路L1的位置G 發(fā)生短路故障，故障點(diǎn)G位于母線端M側(cè)，它與M端距離Sx1(Oj1-L2)。故障位置G產(chǎn)生了如圖 1所示的向線路兩端運(yùn)動(dòng)的電流行波h、i 2,電流行波h在變電站母線端M處產(chǎn)生透射到線路 電流行波1^2上的電流行波i3,電流行波i 3通過線路1^2運(yùn)動(dòng)到母線端N，再透射到線路L1上產(chǎn)生 電流行波i 4。由于X1S(L1-L2)，則XdLKL1，即電流行波i 4比電流行波i2先到達(dá)母線端N，此 時(shí)用雙端測(cè)距公式將會(huì)出現(xiàn)測(cè)距不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
[0004] 因此，提供一種能夠?qū)Τ邏壕€路進(jìn)行精確測(cè)距的方法對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員非常 重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種超高壓線路故障精確測(cè)距方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的 雙端行波測(cè)距法對(duì)于有雙回路結(jié)構(gòu)的輸電線路故障測(cè)距不準(zhǔn)確問題。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案：
[0007 ]本發(fā)明實(shí)施例中提供的超尚壓線路故障精確測(cè)距方法，包括：
[0008]利用過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集雙回路輸電線路中的故障電壓行波信號(hào)；
[0009]將所述故障電壓行波信號(hào)傳輸至電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置；
[0010] 利用所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行處理，得到 電磁暫態(tài)信息；
[0011] 根據(jù)所述電磁暫態(tài)信息，得到所述故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述過 電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)；
[0012] 根據(jù)所述時(shí)間數(shù)據(jù)，得出產(chǎn)生所述故障電壓行波信號(hào)的故障點(diǎn)所在輸電回路；
[0013] 利用雙端行波測(cè)距法，得出所述故障點(diǎn)與第一變電站、第二變電站之間的間距；
[0014] 其中，所述過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括分別設(shè)置在所述雙回路輸電線路兩端的所述第一 變電站處的第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和所述第二變電站處的第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，所述第 一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括設(shè)置在所述第一變電站出線端的對(duì)應(yīng)第一輸電回路的第一過電 壓監(jiān)測(cè)裝置、對(duì)應(yīng)第二輸電回路的第二過電壓監(jiān)測(cè)裝置、以及設(shè)置在所述第一變電站內(nèi)對(duì) 應(yīng)電氣設(shè)備引流線的第三過電壓監(jiān)測(cè)裝置，所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括設(shè)置在所述第 二變電站出線端的對(duì)應(yīng)所述第一輸電回路的第四過電壓監(jiān)測(cè)裝置、對(duì)應(yīng)所述第二輸電回路 的第五過電壓監(jiān)測(cè)裝置、以及設(shè)置在所述第二變電站內(nèi)對(duì)應(yīng)電氣設(shè)備引流線的第六過電壓 監(jiān)測(cè)裝置。
[0015] 優(yōu)選的，所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置包括第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝 置和第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置，其中：
[0016] 所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置設(shè)置在所述第一變電站側(cè)，用于接收所述 第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所采集的第一故障電壓行波信號(hào)、并獲取所述第一故障電壓行波信 號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中各所述過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)；
[0017] 所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置設(shè)置在所述第二變電站側(cè)，用于接收所述 第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所采集的第二故障電壓行波信號(hào)、并獲取所述第二故障電壓行波信 號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中各所述過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)；
[0018] 所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置和所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝 置通過GPS進(jìn)行時(shí)間同步。
[0019] 優(yōu)選的，所述方法還包括:通過電話數(shù)據(jù)網(wǎng)交換所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè) 距裝置和所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置所獲取的時(shí)間數(shù)據(jù)。
[0020] 優(yōu)選的，通過所述電話數(shù)據(jù)網(wǎng)交換的數(shù)據(jù)還包括電壓陡度、衰減程度、振蕩程度、 模極大值和幅值。
[0021] 優(yōu)選的，所述第一過電壓監(jiān)測(cè)裝置包括電極、分壓電容和電光傳感器，其中：
[0022] 所述分壓電容一側(cè)連接所述電極、另一側(cè)接地；
[0023] 所述電光傳感器一端連接在所述分壓電容與所述電極之間、另一端與所述電磁暫 態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置相連接。
[0024]優(yōu)選的，所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置包括激光發(fā)射器、激光接收器和錄波 器，其中：
[0025] 所述激光發(fā)射器通過光纜發(fā)射激光束給所述電光傳感器；
[0026] 通過所述電光傳感器將所述故障電壓行波信號(hào)調(diào)制到所述激光束上、形成調(diào)制信 號(hào)；
[0027]通過所述光纜將所述調(diào)制信號(hào)傳輸至所述激光接收器；
[0028] 所述激光接收器將所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、并將解調(diào)后的故障電壓行波信號(hào)傳輸 至所述錄波器。
[0029] 優(yōu)選的，利用所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行處 理，包括：
[0030] 利用所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行波形還原、 相模變換以及小波變換處理，獲取所述故障電壓行波信號(hào)的暫態(tài)全波過程；
[0031] 根據(jù)所述暫態(tài)全波過程，得到所述電磁暫態(tài)信息，其中所述電磁暫態(tài)信息包括電 壓陡度、衰減程度、振蕩程度、模極大值和幅值。
[0032]優(yōu)選的，所述方法還包括：
[0033] 分析所述電磁暫態(tài)信息的時(shí)域參量和頻域參量；
[0034] 根據(jù)所述時(shí)域參量和所述頻域參量，獲得電磁暫態(tài)類型及故障類型；
[0035] 其中，所述時(shí)域參量包括有效值、平均值、脈沖因子和相似度系數(shù)，所述頻域參量 包括高頻脈沖因子、高頻峰值因子和高頻裕度系數(shù)。
[0036] 本發(fā)明實(shí)施例通過過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集雙回路輸電線路中的故障電壓行波信號(hào)， 其中，所述過電壓檢測(cè)系統(tǒng)包括分別設(shè)置在所述雙回路輸電線路兩端變電站處的第一過電 壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。將所述故障電壓行波信號(hào)傳輸至電磁暫態(tài)過程識(shí) 別及測(cè)距裝置；利用所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行處 理，得到電磁暫態(tài)信息;得到所述故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述過電壓監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)中各過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù);得出產(chǎn)生所述故障電壓行波信號(hào)的故障點(diǎn)所在輸電 回路;再對(duì)發(fā)生故障的回路進(jìn)行所述故障點(diǎn)到兩側(cè)變電站的測(cè)距。本實(shí)施例利用先選線再 測(cè)距的方式克服了雙回路輸電系統(tǒng)中雙端行波測(cè)距法直接測(cè)量?jī)蓚?cè)變電站的故障行波信 號(hào)到達(dá)時(shí)間不準(zhǔn)確進(jìn)而影響測(cè)距精確性的缺點(diǎn)，對(duì)于超高壓輸電線路的故障精確測(cè)距具有 很大的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0037] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而 言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1為雙端行波測(cè)距原理示意圖；
[0039] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種超高壓線路故障精確測(cè)距方法的流程示意圖；
[0040] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種超高壓線路故障精確測(cè)距系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)原理 圖；
[0041 ]圖4為圖3中過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí) 施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù) 的范圍。
[0043] 參見圖2,為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種超高壓線路故障精確測(cè)距方法的流程示意 圖。
[0044] 步驟S110,利用過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集雙回路輸電線路中的故障電壓行波信號(hào)。
[0045] 當(dāng)輸電線路發(fā)生故障后，將產(chǎn)生過電壓、高頻電磁波等電磁暫態(tài)信號(hào)向線路兩端 傳輸，采集電磁暫態(tài)信號(hào)中的故障過電壓行波信號(hào)，對(duì)于確定故障點(diǎn)在輸電線路中的位置、 分析故障類型等具有重要作用。
[0046] 參見圖3,所述過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括分別設(shè)置在所述雙回路輸電線路兩端第一變 電站處的第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和第二變電站處的第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。所述第一過電 壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括設(shè)置在所述第一變電站出線端第一級(jí)耐張塔上的對(duì)應(yīng)第一輸電回路的 第一過電壓監(jiān)測(cè)裝置、對(duì)應(yīng)第二輸電回路的第二過電壓監(jiān)測(cè)裝置，以及設(shè)置在所述第一變 電站內(nèi)、對(duì)應(yīng)電氣設(shè)備引流線的第三過電壓監(jiān)測(cè)裝置;所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括設(shè) 置在所述第二變電站出線端第一級(jí)耐張塔上的對(duì)應(yīng)所述第一輸電回路的第四過電壓監(jiān)測(cè) 裝置、對(duì)應(yīng)所述第二輸電回路的第五過電壓監(jiān)測(cè)裝置，以及設(shè)置在所述第二變電站內(nèi)、對(duì)應(yīng) 電氣設(shè)備引流線的第六過電壓監(jiān)測(cè)裝置。
[0047] 其中，監(jiān)測(cè)輸電回路上過電壓的過電壓監(jiān)測(cè)裝置安裝在變電站出線端的第一級(jí)耐 張塔上，距離變電站較近，便于工作人員及時(shí)查看，當(dāng)然，還可以安裝在變電站出線端外其 他地方用來監(jiān)測(cè)輸電回路上的故障過電壓，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0048] 參見圖4,本發(fā)明實(shí)施例采用所述第一過電壓監(jiān)測(cè)裝置為基于無源非接觸式電磁 暫態(tài)監(jiān)測(cè)的過電壓監(jiān)測(cè)裝置來采集所述故障電壓行波信號(hào)。所述第一過電壓監(jiān)測(cè)裝置包括 電極、分壓電容和電光傳感器，其中，所述分壓電容一側(cè)連接所述電極、另一側(cè)接地;所述電 光傳感器一端連接在所述分壓電容與所述電極之間、另一端與所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè) 距裝置相連接。
[0049]所述電極與輸電導(dǎo)線平行放置，由于所述電極與所述輸電導(dǎo)線均為導(dǎo)體，以空氣 為介質(zhì)形成雜散電容C1，利用所述電極進(jìn)行電壓耦合，采集所述輸電導(dǎo)線上的故障過電壓 行波信號(hào);通過合理選取分壓電容C2,與所述雜散電容Cl構(gòu)成分壓電路，獲取分壓后的電壓 行波信號(hào)。
[0050] 所述第一過電壓監(jiān)測(cè)裝置與輸電回路為非接觸式，對(duì)輸電系統(tǒng)及所監(jiān)測(cè)的輸電回 路不會(huì)增加任何額外的安全風(fēng)險(xiǎn)。所述第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的第二過電壓監(jiān)測(cè)裝置、所 述第三過電壓監(jiān)測(cè)裝置，所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的所述第四過電壓監(jiān)測(cè)裝置、所述第 五過電壓監(jiān)測(cè)裝置和所述第六過電壓監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)與監(jiān)測(cè)原理均與所述第一過電壓監(jiān) 測(cè)裝置相同，在此不再贅述。
[0051] 步驟S120,將所述故障電壓行波信號(hào)傳輸至電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置。
[0052] 本實(shí)施例中，所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置包括第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè) 距裝置和第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置，其中，所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝 置設(shè)置在所述第一變電站內(nèi)的第一通信小室，用于接收所述第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所采集 的第一故障電壓行波信號(hào)、并獲取所述第一故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述第 一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中各所述過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)。
[0053]所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置設(shè)置在所述第二變電站內(nèi)的第二通信小 室，用于接收所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所采集的第二故障電壓行波信號(hào)、并獲取所述第 二故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中各所述過電壓監(jiān) 測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)。
[0054] 所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置和所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝 置利用所述第一通信小室和所述第二通信小室內(nèi)的GPS進(jìn)行時(shí)間同步。
[0055] 所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置包括激光發(fā)射器、激光接收器和錄波器，其中， 所述激光發(fā)射器通過現(xiàn)有的〇PGW(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，光 纖復(fù)合架空地線)光纜的發(fā)射光通道發(fā)射激光束給所述電光傳感器，通過所述電光傳感器 將所述故障電壓行波信號(hào)調(diào)制到所述激光束上、形成調(diào)制信號(hào);再通過所述OPGW光纜的接 收光通道將所述調(diào)制信號(hào)傳輸至所述激光接收器;所述激光接收器將所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解 調(diào)、并將解調(diào)后的故障電壓行波信號(hào)傳輸至所述錄波器。
[0056] 步驟S130,利用所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行 處理，得到電磁暫態(tài)信息。
[0057] 利用所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置和所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè) 距裝置對(duì)所述第一故障電壓行波信號(hào)和所述第二故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行波形還原、相模變 換以及小波變換處理，獲取所述第一故障電壓行波信號(hào)和第二故障電壓行波信號(hào)的暫態(tài)全 波過程。
[0058] 根據(jù)所述暫態(tài)全波過程，得到所述電磁暫態(tài)信息，其中所述電磁暫態(tài)信息包括電 壓陡度、衰減程度、振蕩程度、模極大值和幅值。
[0059] 通過分析所述電磁暫態(tài)信息的波形及時(shí)域參量包括有效值、平均值、脈沖因子和 相似度系數(shù)和頻域參量包括高頻脈沖因子、高頻峰值因子和高頻裕度系數(shù)獲得電磁暫態(tài)類 型及故障類型，對(duì)可能發(fā)展的輸電線路故障進(jìn)行預(yù)警。如故障由操作過電壓引起，故障類別 分為:①空載線路合閘和重合閘過電壓;②切除空載線路過電壓;③切斷空載變壓器過電 壓;④弧光接地過電壓;⑤線路非對(duì)稱故障分閘和振蕩解列。如故障由雷電過電壓引起，故 障類別分為:①直擊雷過電壓;②反擊累過電壓;③感應(yīng)雷過電壓;④雷電侵入波過電壓。
[0060] 步驟S140,根據(jù)所述電磁暫態(tài)信息，得到所述故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭 到達(dá)所述過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)。
[0061] 通過所述電磁暫態(tài)信息中的模極大值得到所述故障電壓行波信號(hào)的初始行波波 頭到達(dá)所述過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)，通過所述第一變電站和所述第二變電站之間現(xiàn)有 的電話數(shù)據(jù)網(wǎng)交換所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置和所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別 及測(cè)距裝置所獲取的時(shí)間數(shù)據(jù)、電壓陡度、衰減程度、振蕩程度、模極大值和幅值等所述電 磁暫態(tài)信息。
[0062] 利用所述第一變電站和所述第二變電站之間已建好的電話數(shù)據(jù)網(wǎng)來交換所述電 磁暫態(tài)信息，不僅方便實(shí)用，還可以減少成本，避免了額外的通信費(fèi)用；交換所述電磁暫態(tài) 信息的多種不同特征量包括時(shí)間數(shù)據(jù)、電壓陡度、衰減程度、振蕩程度、模極大值和幅值等 有利于所述第一變電站和所述第二變電站綜合對(duì)比分析雙方的信息確定故障電壓信號(hào)的 特點(diǎn)，從而對(duì)所發(fā)生的故障充分把握，使故障識(shí)別及預(yù)警更加準(zhǔn)確，供運(yùn)行、維護(hù)人員查找 故障及提出防范措施。
[0063] 步驟S150,根據(jù)所述時(shí)間數(shù)據(jù)，得出產(chǎn)生所述故障電壓行波信號(hào)的故障點(diǎn)所在輸 電回路。
[0064] 其中，所述第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中，所述第一故障電壓信號(hào)到達(dá)所述第一過電 壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間記ST1，到達(dá)所述第二過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間記為1~ 2，到達(dá)所述第三過電 壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間記為T3;所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中，所述第二故障電壓信號(hào)到達(dá)所 述第四過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間記為T4,到達(dá)所述第五過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間記為T 5,到達(dá)所 述第六過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間記為Τ6。
[0065] 判斷故障點(diǎn)在第一輸電回路的依據(jù)為滿足下列條件之一：
[0066] 條件 1:Τι<Τ3<Τ2 且 Τ4<Τ6<Τ5
[0067] 條件 2:Τι<Τ3<Τ2<Τ4<Τ6<Τ5
[0068] 條件 3:Τ4<Τ6<Τ5<Τ2<Τ3<Τι
[0069] 判斷故障點(diǎn)在第二輸電回路的依據(jù)為滿足下列條件之一：
[0070] 條件 4:Τ2<Τ3<Τι 且 Τ5<Τ6<Τ4
[0071] 條件 5:Τ2<Τ3<Τι<Τ5<Τ6<Τ4
[0072] 條件 6:Τ5<Τ6<Τ4<Τι<Τ3<Τ2
[0073] 步驟S160,利用雙端行波測(cè)距法，得出所述故障點(diǎn)與所述第一變電站和所述第二 變電站之間的間距。
[0074]根據(jù)步驟S150得到故障點(diǎn)所在輸電回路，再利用雙端行波測(cè)距公式得到故障點(diǎn)到 達(dá)所述第一變電站的母線M端和所述第二變電站的母線N端的距離。依據(jù)的公式為：
[0075]
[0076]
[0077]式中，Xmf、Xnf:故障點(diǎn)到母線Μ、Ν端所述過電壓監(jiān)測(cè)裝置的距離；1:線路長(zhǎng)度;V:行 波波速，取2.986乂1051〇11/8;^、1:故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)母線14端所述 過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)刻，m表示M端過電壓監(jiān)測(cè)裝置、η表示N端過電壓監(jiān)測(cè)裝置。
[0078] 本發(fā)明實(shí)施例中，如果按照條件1判斷故障點(diǎn)在第一輸電回路，由于T1 <Τ3 <Τ2，故 確定到達(dá)所述第三過電壓監(jiān)測(cè)裝置的故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭是由第一輸電回 路傳輸過來的，到達(dá)時(shí)間記為U，又Τ 5<Τ6<Τ4,故確定到達(dá)所述第六過電壓監(jiān)測(cè)裝置的故 障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭是由第一輸電回路傳輸過來的，到達(dá)時(shí)間記為t n;
[0079] 如果按照條件2判斷故障點(diǎn)在第一輸電回路，由于T1ST3ST2ST 4ST6ST5,故確定 到達(dá)所述第三過電壓監(jiān)測(cè)裝置的故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭是由第一輸電回路傳 輸過來的，到達(dá)時(shí)間記為仏，到達(dá)所述第六過電壓監(jiān)測(cè)裝置的故障電壓行波信號(hào)的初始行 波波頭是由第二輸電回路傳輸過來的，需將隨后由第一輸電回路傳輸過來的故障電壓行波 信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)時(shí)間記為t n;
[0080] 如果按照條件3判斷故障點(diǎn)在第一輸電回路，由于T4ST6ST5ST 2ST3ST1，故確定 到達(dá)所述第六過電壓監(jiān)測(cè)裝置的故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭是由第一輸電回路傳 輸過來的，到達(dá)時(shí)間記為仏，到達(dá)所述第三過電壓監(jiān)測(cè)裝置的故障電壓行波信號(hào)的初始行 波波頭是由第二輸電回路傳輸過來，需將隨后由第一輸電回路傳輸過來的故障電壓行波信 號(hào)的初始行波波頭到達(dá)時(shí)間記為tn。
[0081] 如果判斷故障點(diǎn)在第二輸電回路，獲得U與^的方法與第一輸電回路的情況類似， 本說明書不再詳細(xì)敘述。
[0082] 如果T1-T6之間的關(guān)系不滿足條件1~條件6中任何一個(gè)條件，則判斷故障發(fā)生在 變電站附近，依據(jù)T 1-T6的大小可以判斷故障位置。由于變電站附近只有2-3基鋼塔，故障位 置很容易查找，在此不再詳細(xì)說明。
[0083] 本實(shí)施例，通過所述故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 中各過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)，來確定故障發(fā)生的回路后，再進(jìn)行雙端行波測(cè)距，解決了 現(xiàn)有技術(shù)中在不知道故障發(fā)生在哪條輸電回路上而直接進(jìn)行雙端測(cè)距、存在的輸電線路兩 側(cè)所監(jiān)測(cè)到的故障信號(hào)到達(dá)時(shí)間不準(zhǔn)確的問題，從而大大提高了測(cè)量故障點(diǎn)與變電站之間 距離的準(zhǔn)確性。
[0084]需要說明的是，在本文中，諸如"第一"和"第二"等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一 個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之 間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在 涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些 要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè) 備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0085]以上所述僅是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā) 明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超高壓線路故障精確測(cè)距方法，其特征在于，包括： 利用過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集雙回路輸電線路中的故障電壓行波信號(hào)； 將所述故障電壓行波信號(hào)傳輸至電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置； 利用所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行處理，得到電磁 暫態(tài)信息； 根據(jù)所述電磁暫態(tài)信息，得到所述故障電壓行波信號(hào)的初始行波波頭到達(dá)所述過電壓 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述時(shí)間數(shù)據(jù)，得出產(chǎn)生所述故障電壓行波信號(hào)的故障點(diǎn)所在輸電回路； 利用雙端行波測(cè)距法，得出所述故障點(diǎn)與第一變電站、第二變電站之間的間距； 其中，所述過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括分別設(shè)置在所述雙回路輸電線路兩端的所述第一變電 站處的第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和所述第二變電站處的第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，所述第一過 電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括設(shè)置在所述第一變電站出線端的對(duì)應(yīng)第一輸電回路的第一過電壓監(jiān) 測(cè)裝置、對(duì)應(yīng)第二輸電回路的第二過電壓監(jiān)測(cè)裝置、以及設(shè)置在所述第一變電站內(nèi)對(duì)應(yīng)電 氣設(shè)備引流線的第三過電壓監(jiān)測(cè)裝置，所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括設(shè)置在所述第二變 電站出線端的對(duì)應(yīng)所述第一輸電回路的第四過電壓監(jiān)測(cè)裝置、對(duì)應(yīng)所述第二輸電回路的第 五過電壓監(jiān)測(cè)裝置、以及設(shè)置在所述第二變電站內(nèi)對(duì)應(yīng)電氣設(shè)備引流線的第六過電壓監(jiān)測(cè) 裝置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓線路故障精確測(cè)距方法，其特征在于，所述電磁暫態(tài)過 程識(shí)別及測(cè)距裝置包括第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置和第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè) 距裝置，其中： 所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置設(shè)置在所述第一變電站側(cè)，用于接收所述第一 過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所采集的第一故障電壓行波信號(hào)、并獲取所述第一故障電壓行波信號(hào)的 初始行波波頭到達(dá)所述第一過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中各所述過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)； 所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置設(shè)置在所述第二變電站側(cè)，用于接收所述第二 過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所采集的第二故障電壓行波信號(hào)、并獲取所述第二故障電壓行波信號(hào)的 初始行波波頭到達(dá)所述第二過電壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中各所述過電壓監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間數(shù)據(jù)； 所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置和所述第二電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置通 過GPS進(jìn)行時(shí)間同步。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高壓線路故障精確測(cè)距方法，其特征在于，所述方法還包 括： 通過電話數(shù)據(jù)網(wǎng)交換所述第一電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置和所述第二電磁暫態(tài)過 程識(shí)別及測(cè)距裝置所獲取的時(shí)間數(shù)據(jù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超高壓線路故障精確測(cè)距方法，其特征在于，通過所述電話數(shù) 據(jù)網(wǎng)交換的數(shù)據(jù)還包括電壓陡度、衰減程度、振蕩程度、模極大值和幅值。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓線路故障精確測(cè)距方法，其特征在于，所述第一過電壓 監(jiān)測(cè)裝置包括電極、分壓電容和電光傳感器，其中： 所述分壓電容一側(cè)連接所述電極、另一側(cè)接地； 所述電光傳感器一端連接在所述分壓電容與所述電極之間、另一端與所述電磁暫態(tài)過 程識(shí)別及測(cè)距裝置相連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高壓線路故障精確測(cè)距方法，其特征在于，所述電磁暫態(tài)過 程識(shí)別及測(cè)距裝置包括激光發(fā)射器、激光接收器和錄波器，其中： 所述激光發(fā)射器通過光纜發(fā)射激光束給所述電光傳感器； 通過所述電光傳感器將所述故障電壓行波信號(hào)調(diào)制到所述激光束上、形成調(diào)制信號(hào)； 通過所述光纜將所述調(diào)制信號(hào)傳輸至所述激光接收器； 所述激光接收器將所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、并將解調(diào)后的故障電壓行波信號(hào)傳輸至所 述錄波器。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓線路故障精確測(cè)距方法，其特征在于，利用所述電磁暫 態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行處理，得到電磁暫態(tài)信息，包括： 利用所述電磁暫態(tài)過程識(shí)別及測(cè)距裝置對(duì)所述故障電壓行波信號(hào)進(jìn)行波形還原、相模 變換以及小波變換處理，獲取所述故障電壓行波信號(hào)的暫態(tài)全波過程； 根據(jù)所述暫態(tài)全波過程，得到電磁暫態(tài)信息，其中所述電磁暫態(tài)信息包括電壓陡度、衰 減程度、振蕩程度、模極大值和幅值。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓線路故障精確測(cè)距方法，其特征在于，所述方法還包 括： 分析所述電磁暫態(tài)信息的時(shí)域參量和頻域參量； 根據(jù)所述時(shí)域參量和所述頻域參量，獲得電磁暫態(tài)類型及故障類型； 其中，所述時(shí)域參量包括有效值、平均值、脈沖因子和相似度系數(shù)，所述頻域參量包括 高頻脈沖因子、高頻峰值因子和高頻裕度系數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK105938173SQ201610229875
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】劉紅文, 王科, 錢國(guó)超, 劉光祺
【申請(qǐng)人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院