一种超高压线路故障精确测距方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种超高压线路故障精确测距方法，包括利用过电压监测系统采集双回路输电线路中的故障电压行波信号，将所述故障电压行波信号传输至电磁暂态过程识别及测距装置；利用所述电磁暂态过程识别及测距装置对所述故障电压行波信号进行处理，得到电磁暂态信息，得到所述故障电压行波信号的初始行波波头到达所述过电压监测系统中各过电压监测装置的时间数据；根据所述时间数据，得出产生所述故障电压行波信号的故障回路；再进行故障点到输电线路两端变电站的距离测算。本实施例提供的先选线再测距的方式，克服了传统双端行波测距法应用于双回路输电故障测距不准确的缺点，对于超高压输电线路的故障测距具有很大的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超高压线路故障精确测距
，特别是涉及一种用于双回路输电系统的超高压线路故障精确测距方法。
技术介绍
超高电压是指330千伏至765千伏的电压等级,即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各种电压等级。超高压输电是电力工业发展水平的重要标志之一。随着电能利用的广泛发展，许多国家都在兴建大容量水电站、火电厂、核电站以及电站群，而动力资源又往往远离负荷中心，只有采用超高压输电才能有效而经济地实现输电任务。实现超高压输电需要解决的一个重要技术课题是过电压(包括内部过电压和外部过电压)预测及防护。超高压线路发生故障时，将产生过电压、高频电磁波向线路两端传输，寻找故障点，根据故障造成的损坏程度判断线路能否继续运行还是须停电检修，对故障的准确定位，能够缩短故障修复时间，提高供电可靠性，减少停电损失。目前对于超高压线路故障测距应用较为广泛的是双端行波测距法。双端行波测距法是利用超高压线路的电磁暂态信息来计算故障距离。电磁暂态过程是输电系统中电磁能量的转移和转化，其严重影响了超高压输电线路的安全稳定运行，是造成电力设备绝缘击穿的直接原因。当超高压输电线路发生故障时，电磁暂态过程包含丰富的故障信息。双端行波测距利用故障产生的电磁暂态行波信号到线路两端的时间差来计算故障位置，其中依据公式为：式中l为线路长度，x1、x2分别为故障点到两端的距离，t1、t2分别为故障行波到达线路两端时间，v为行波传播速度，参见图1。但双端行波测距法在双回路输电系统中存在一定缺陷，如果两条回路长度L1＞L2。假设在线路L1的位置G发生短路故障，故障点G位于母线端M侧，它与M端距离为x1＜(L1-L2)。故障位置G产生了如图1所示的向线路两端运动的电流行波i1、i2，电流行波i1在变电站母线端M处产生透射到线路电流行波L2上的电流行波i3，电流行波i3通过线路L2运动到母线端N，再透射到线路L1上产生电流行波i4。由于x1＜(L1-L2)，则x1+L2＜L1，即电流行波i4比电流行波i2先到达母线端N，此时用双端测距公式将会出现测距不准确的现象。因此，提供一种能够对超高压线路进行精确测距的方法对本领域的技术人员非常重要。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种超高压线路故障精确测距方法，以解决现有技术中的双端行
波测距法对于有双回路结构的输电线路故障测距不准确问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：本专利技术实施例中提供的超高压线路故障精确测距方法,包括：利用过电压监测系统采集双回路输电线路中的故障电压行波信号；将所述故障电压行波信号传输至电磁暂态过程识别及测距装置；利用所述电磁暂态过程识别及测距装置对所述故障电压行波信号进行处理，得到电磁暂态信息；根据所述电磁暂态信息，得到所述故障电压行波信号的初始行波波头到达所述过电压监测系统中各过电压监测装置的时间数据；根据所述时间数据，得出产生所述故障电压行波信号的故障点所在输电回路；利用双端行波测距法，得出所述故障点与第一变电站、第二变电站之间的间距；其中，所述过电压监测系统包括分别设置在所述双回路输电线路两端的所述第一变电站处的第一过电压监测子系统和所述第二变电站处的第二过电压监测子系统，所述第一过电压监测子系统包括设置在所述第一变电站出线端的对应第一输电回路的第一过电压监测装置、对应第二输电回路的第二过电压监测装置、以及设置在所述第一变电站内对应电气设备引流线的第三过电压监测装置，所述第二过电压监测子系统包括设置在所述第二变电站出线端的对应所述第一输电回路的第四过电压监测装置、对应所述第二输电回路的第五过电压监测装置、以及设置在所述第二变电站内对应电气设备引流线的第六过电压监测装置。优选的，所述电磁暂态过程识别及测距装置包括第一电磁暂态过程识别及测距装置和第二电磁暂态过程识别及测距装置，其中：所述第一电磁暂态过程识别及测距装置设置在所述第一变电站侧，用于接收所述第一过电压监测子系统所采集的第一故障电压行波信号、并获取所述第一故障电压行波信号的初始行波波头到达所述第一过电压监测子系统中各所述过电压监测装置的时间数据；所述第二电磁暂态过程识别及测距装置设置在所述第二变电站侧，用于接收所述第二过电压监测子系统所采集的第二故障电压行波信号、并获取所述第二故障电压行波信号的初始行波波头到达所述第二过电压监测子系统中各所述过电压监测装置的时间数据；所述第一电磁暂态过程识别及测距装置和所述第二电磁暂态过程识别及测距装置通过GPS进行时间同步。优选的，所述方法还包括：通过电话数据网交换所述第一电磁暂态过程识别及测距装置和所述第二电磁暂态过程识别及测距装置所获取的时间数据。优选的，通过所述电话数据网交换的数据还包括电压陡度、衰减程度、振荡程度、模极大值和幅值。优选的，所述第一过电压监测装置包括电极、分压电容和电光传感器，其中：所述分压电容一侧连接所述电极、另一侧接地；所述电光传感器一端连接在所述分压电容与所述电极之间、另一端与所述电磁暂态过程识别及测距装置相连接。优选的，所述电磁暂态过程识别及测距装置包括激光发射器、激光接收器和录波器，其中：所述激光发射器通过光缆发射激光束给所述电光传感器；通过所述电光传感器将所述故障电压行波信号调制到所述激光束上、形成调制信号；通过所述光缆将所述调制信号传输至所述激光接收器；所述激光接收器将所述调制信号进行解调、并将解调后的故障电压行波信号传输至所述录波器。优选的，利用所述电磁暂态过程识别及测距装置对所述故障电压行波信号进行处理，包括：利用所述电磁暂态过程识别及测距装置对所述故障电压行波信号进行波形还原、相模变换以及小波变换处理，获取所述故障电压行波信号的暂态全波过程；根据所述暂态全波过程，得到所述电磁暂态信息，其中所述电磁暂态信息包括电压陡度、衰减程度、振荡程度、模极大值和幅值。优选的，所述方法还包括：分析所述电磁暂态信息的时域参量和频域参量；根据所述时域参量和所述频域参量，获得电磁暂态类型及故障类型；其中，所述时域参量包括有效值、平均值、脉冲因子和相似度系数，所述频域参量包括高频脉冲因子、高频峰值因子和高频裕度系数。本专利技术实施例通过过电压监测系统采集双回路输电线路中的故障电压行波信号，其中，所述过电压检测系统包括分别设置在所述双回路输电线路两端变电站处的第一过电压监测子系统和第二过电压监测子系统。将所述故障电压行波信号传输至电磁暂态过程识别及测距装置；利用所述电磁暂态过程识别及测距装置对所述故障电压行波信号进行处理，得到电磁暂态信息；得到所述故障电压行波信号的初始行波波头到达所述过电压监测系统中各过电压监测装置的时间数据；得出产生所述故障电压行波信号的故障点所在输电回路；再对发生故
障的回路进行所述故障点到两侧变电站的测距。本实施例利用先选线再测距的方式克服了双回路输电系统中双端行波测距法直接测量两侧变电站的故障行波信号到达时间不准确进而影响测距精确性的缺点，对于超高压输电线路的故障精确测距具有很大的实用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压线路故障精确测距方法,其特征在于，包括：利用过电压监测系统采集双回路输电线路中的故障电压行波信号；将所述故障电压行波信号传输至电磁暂态过程识别及测距装置；利用所述电磁暂态过程识别及测距装置对所述故障电压行波信号进行处理，得到电磁暂态信息；根据所述电磁暂态信息，得到所述故障电压行波信号的初始行波波头到达所述过电压监测系统中各过电压监测装置的时间数据；根据所述时间数据，得出产生所述故障电压行波信号的故障点所在输电回路；利用双端行波测距法，得出所述故障点与第一变电站、第二变电站之间的间距；其中，所述过电压监测系统包括分别设置在所述双回路输电线路两端的所述第一变电站处的第一过电压监测子系统和所述第二变电站处的第二过电压监测子系统，所述第一过电压监测子系统包括设置在所述第一变电站出线端的对应第一输电回路的第一过电压监测装置、对应第二输电回路的第二过电压监测装置、以及设置在所述第一变电站内对应电气设备引流线的第三过电压监测装置，所述第二过电压监测子系统包括设置在所述第二变电站出线端的对应所述第一输电回路的第四过电压监测装置、对应所述第二输电回路的第五过电压监测装置、以及设置在所述第二变电站内对应电气设备引流线的第六过电压监测装置。...

【技术特征摘要】
1.一种超高压线路故障精确测距方法,其特征在于，包括：利用过电压监测系统采集双回路输电线路中的故障电压行波信号；将所述故障电压行波信号传输至电磁暂态过程识别及测距装置；利用所述电磁暂态过程识别及测距装置对所述故障电压行波信号进行处理，得到电磁暂态信息；根据所述电磁暂态信息，得到所述故障电压行波信号的初始行波波头到达所述过电压监测系统中各过电压监测装置的时间数据；根据所述时间数据，得出产生所述故障电压行波信号的故障点所在输电回路；利用双端行波测距法，得出所述故障点与第一变电站、第二变电站之间的间距；其中，所述过电压监测系统包括分别设置在所述双回路输电线路两端的所述第一变电站处的第一过电压监测子系统和所述第二变电站处的第二过电压监测子系统，所述第一过电压监测子系统包括设置在所述第一变电站出线端的对应第一输电回路的第一过电压监测装置、对应第二输电回路的第二过电压监测装置、以及设置在所述第一变电站内对应电气设备引流线的第三过电压监测装置，所述第二过电压监测子系统包括设置在所述第二变电站出线端的对应所述第一输电回路的第四过电压监测装置、对应所述第二输电回路的第五过电压监测装置、以及设置在所述第二变电站内对应电气设备引流线的第六过电压监测装置。2.根据权利要求1所述的超高压线路故障精确测距方法，其特征在于，所述电磁暂态过程识别及测距装置包括第一电磁暂态过程识别及测距装置和第二电磁暂态过程识别及测距装置，其中：所述第一电磁暂态过程识别及测距装置设置在所述第一变电站侧，用于接收所述第一过电压监测子系统所采集的第一故障电压行波信号、并获取所述第一故障电压行波信号的初始行波波头到达所述第一过电压监测子系统中各所述过电压监测装置的时间数据；所述第二电磁暂态过程识别及测距装置设置在所述第二变电站侧，用于接收所述第二过电压监测子系统所采集的第二故障电压行波信号、并获取所述第二故障电压行波信号的初始行波波头到达所述第二过电压监测子系统中各所述过电压监测装置的时间数据；所述第一电磁暂态过程识别及测距装置和所述第二电磁暂态过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红文，王科，钱国超，刘光祺，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53