一种输电线路的故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种输电线路的故障诊断方法及系统，方法包括步骤：在输电线路上安装行波检测装置；行波检测装置采集各个输电线路的故障录波数据并发送给配电自动化主站系统；根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态零序电流幅值，选择暂态零序电流幅值最大的作为第一目标故障线路；根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态电流极性，选择与其他配电线路的极性相反的作为第二目标故障线路；如果第一目标故障线路和第二目标故障线路为同一配电线路，则确定该配电线路为故障线路。本发明专利技术通过暂态零序电流幅值和暂态电流极性两种判别方法相结合进行确定故障线路，不仅方法简单，思路明确，而且判定结果准确。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路的故障诊断方法及系统
本专利技术涉及一种输电线路的故障诊断方法及系统，属于电力系统保护

技术介绍
输电线路发生故障，不仅会影响人类的工业生产及日常生活，严重时还会危及电力系统的安全、稳定运行。因此，快速、准确地确定输电线路的故障点位置，可加快永久故障的修复，及时消除隐患以避免大量瞬时性故障的再次发生，对保证电力系统的安全稳定和经济运行有十分重要的意义。目前，输电线路的故障定位，国内外已经提出了多种方法，主要有阻抗法、S注入法、“故障指示器”技术、馈线自动化技术和行波法。阻抗法受线路阻抗、负荷和电源参数的影响较大，对于带有多分支的配电线路，阻抗法无法排除伪故障点。S注入法的注入信号的能量有限，如果故障点经很大电阻接地，或者故障点距离线路始端很远，那么信号将很微弱无法准确测量。“故障指示器”技术虽然得到了实用化，但接地故障指示器的使用效果则不很理想，正确率不高，电网发生单相接地故障时常常没有反应。馈线自动化技术不能准确的对故障进行定位，而且故障定位的区间受馈线自动化设备安装密度的影响。因此，为了解决上述问题，迫切需要一种有效的输电线路故障诊断方案。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种输电线路的故障诊断方法及系统，以及一种输电线路的故障诊断定位方法及系统，不仅能够准确诊断故障线路，而且快速对故障线路进行定位。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：第一方面，本专利技术实施例提供的一种输电线路的故障诊断方法，它包括以下步骤：步骤1，在输电线路上安装用于检测行波信号的行波检测装置；步骤2，发生故障时行波检测装置采集各个输电线路的故障录波数据并通过无线通信方式发送给配电自动化主站系统；步骤3，根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态零序电流幅值，选择暂态零序电流幅值最大的配电线路为第一目标故障线路；步骤4，根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态电流极性，选择与其他配电线路的极性相反的配电线路作为第二目标故障线路；步骤5，如果第一目标故障线路和第二目标故障线路为同一配电线路，则确定该配电线路为故障线路。作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤2的具体过程包括以下步骤：步骤21，行波检测装置采集各个输电线路的故障录波数据并储存；步骤21，监测行波检测装置与配电自动化主站系统之间的通信状况，如果通信正常则进入步骤24，否则进入步骤23，步骤23，进行通信故障定位并修复行波检测装置与配电自动化主站系统之间的通信链路；步骤24，行波检测装置将采集各个输电线路的故障录波数据通过无线通信方式发送给配电自动化主站系统。作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤23的具体过程包括以下步骤：步骤231，获取行波检测装置的无线模块业务通信状态，无线通信网管系统的无线模块网管状态、SIM卡状态、基站状态信息，以及配电自动化主站系统的状态和位置信息；步骤232，根据行波检测装置与配电自动化主站系统之间通信的上下行数据流，分析通信路径，提取数据包通过的路径和连接关系，建立一个网络通信路径的拓扑关系，同时利用SNMP协议、ICMP协议和ARP协议三种协议相结合的网络拓扑搜索算法，发现无线通信网络的链路层网络拓扑和提取网络的配置信息；步骤233，通过描述通信路径的关键节点设备信息和IP地址信息，采用ping包的方式进行网络采集关键节点状态信息，所述关键节点状态包括国家电网公司防火墙、通信路径上的路由器、移动运营商内部关键节点状态；步骤234，按照建立的通信拓扑关系和关键节点状态信息，自动检测每个行波检测装置的通信状态，根据业务数据状态和网管数据状态进行关联和比对，分析故障类型，如果网管状态正常而业务状态不正常，故障原因是行波检测装置部分，如果网管状态和业务状态均不正常，故障原因是通信部分；然后通信部分再根据各关键节点的状态信息，确定故障的具体节点；步骤235，根据确定的故障原因和位置，进行修复行波检测装置与配电自动化主站系统之间的通信链路。作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤232中，所述分析通信路径的具体过程为分析ISO网络7层标准协议模型的第二层和第三层信息。第二方面，本专利技术实施例提供的一种输电线路的故障诊断系统，它包括：行波检测装置，用于安装在输电线路上，采集发生故障时各个输电线路的故障录波数据；无线通信系统，用于将行波检测装置采集各个输电线路的故障录波数据发送给配电自动化主站系统；第一目标故障线路模块，用于根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态零序电流幅值，选择暂态零序电流幅值最大的配电线路为第一目标故障线路；第二目标故障线路模块，用于根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态电流极性，选择与其他配电线路的极性相反的配电线路作为第二目标故障线路；故障线路确定模块，用以对第一目标故障线路和第二目标故障线路进行对比，如果第一目标故障线路和第二目标故障线路为同一配电线路，则确定该配电线路为故障线路。第三方面，本专利技术实施例提供的一种输电线路的故障诊断定位方法，它包括以下步骤：步骤S1，在输电线路上安装若干等间距分布的行波信号检测装置；步骤S2，发生故障时行波信号检测装置将采集行波信号数据通过无线通信方式发送给配电自动化主站系统；步骤S3，配电自动化主站系统根据各个行波信号检测装置采集的行波信号数据计算配电线路故障所处的位置。作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤S3的具体过程为：发现故障行波信号后，找到该故障行波信号对应的行波信号检测装置Qi以及与之相邻的行波信号检测装置Qi+1对应的第二故障行波信号，对故障行波信号和第二故障行波信号分别进行分析后确定故障处所在位置。作为本实施例一种可能的实现方式，所述对故障行波信号和第二故障行波信号分别进行分析的过程为：首先根据故障行波信号计算每相配电线路的暂态零序电流幅值；选择暂态零序电流幅值最大的一相配电线路为目标故障线路；然后根据第二故障行波信号计算每相配电线路的暂态零序电流幅值；判断暂态零序电流幅值最大的一相配电线路是否为目标故障线路，如果是则该相配电线路为故障线路，并判定行波信号检测装置Qi与行波信号检测装置Qi+1之间的配电线路区段为故障位置。作为本实施例另一种可能的实现方式，所述对故障行波信号和第二故障行波信号分别进行分析的过程为：首先根据故障行波信号计算每相配电线路的暂态电流极性；选择与其他配电线路的极性相反的一相配电线路为目标故障线路；然后根据第二故障行波信号计算每相配电线路的暂态电流极性；判断与其他配电线路的极性相反的一相配电线路是否为目标故障线路，如果是则该相配电线路为故障线路，并判定行波信号检测装置Qi与行波信号检测装置Qi+1之间的配电线路区段为故障位置。第四方面，本专利技术实施例提供的一种输电线路的故障诊断定位系统，它包括：行波信号检测装置，用于等间距分布安装在输电线路上，采集发生故障时各个输电线路的故障录波数据；无线通信系统，用于将检测装置采集各个输电线路的故障录波数据发送给配电自动化主站系统；配电自动化主站系统，用于根据各个行波信号检测装置采集的行波信号数据计算配电线路故障所处的位置。本专利技术实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：第一方面，本专利技术实施例技术方案的一种输电线路的故障诊断方法，它利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路的故障诊断方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1，在输电线路上安装用于检测行波信号的行波检测装置；步骤2，发生故障时行波检测装置采集各个输电线路的故障录波数据并通过无线通信方式发送给配电自动化主站系统；步骤3，根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态零序电流幅值，选择暂态零序电流幅值最大的配电线路为第一目标故障线路；步骤4，根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态电流极性，选择与其他配电线路的极性相反的配电线路作为第二目标故障线路；步骤5，如果第一目标故障线路和第二目标故障线路为同一配电线路，则确定该配电线路为故障线路。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路的故障诊断方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1，在输电线路上安装用于检测行波信号的行波检测装置；步骤2，发生故障时行波检测装置采集各个输电线路的故障录波数据并通过无线通信方式发送给配电自动化主站系统；步骤3，根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态零序电流幅值，选择暂态零序电流幅值最大的配电线路为第一目标故障线路；步骤4，根据各个输电线路的故障录波数据计算对应配电线路的暂态电流极性，选择与其他配电线路的极性相反的配电线路作为第二目标故障线路；步骤5，如果第一目标故障线路和第二目标故障线路为同一配电线路，则确定该配电线路为故障线路。2.如权利要求1所述的一种输电线路的故障诊断方法，其特征是，所述步骤2的具体过程包括以下步骤：步骤21，行波检测装置采集各个输电线路的故障录波数据并储存；步骤21，监测行波检测装置与配电自动化主站系统之间的通信状况，如果通信正常则进入步骤24，否则进入步骤23，步骤23，进行通信故障定位并修复行波检测装置与配电自动化主站系统之间的通信链路；步骤24，行波检测装置将采集各个输电线路的故障录波数据通过无线通信方式发送给配电自动化主站系统。3.如权利要求2所述的一种输电线路的故障诊断方法，其特征是，所述步骤23的具体过程包括以下步骤：步骤231，获取行波检测装置的无线模块业务通信状态，无线通信网管系统的无线模块网管状态、SIM卡状态、基站状态信息，以及配电自动化主站系统的状态和位置信息；步骤232，根据行波检测装置与配电自动化主站系统之间通信的上下行数据流，分析通信路径，提取数据包通过的路径和连接关系，建立一个网络通信路径的拓扑关系，同时利用SNMP协议、ICMP协议和ARP协议三种协议相结合的网络拓扑搜索算法，发现无线通信网络的链路层网络拓扑和提取网络的配置信息；步骤233，通过描述通信路径的关键节点设备信息和IP地址信息，采用ping包的方式进行网络采集关键节点状态信息，所述关键节点状态包括国家电网公司防火墙、通信路径上的路由器、移动运营商内部关键节点状态；步骤234，按照建立的通信拓扑关系和关键节点状态信息，自动检测每个行波检测装置的通信状态，根据业务数据状态和网管数据状态进行关联和比对，分析故障类型，如果网管状态正常而业务状态不正常，故障原因是行波检测装置部分，如果网管状态和业务状态均不正常，故障原因是通信部分；然后通信部分再根据各关键节点的状态信息，确定故障的具体节点；步骤235，根据确定的故障原因和位置，进行修复行波检测装置与配电自动化主站系统之间的通信链路。4.如权利要求3所述的一种输电线路的故障诊断方法，其特征是，在步骤232中，所述分析通信路径的具体过程为分析ISO网络7层标准协议模型的第二层和第三层信息。5.一种输电线路的故障诊断系统，其特征是，包括：行波检测装置，用于安装在输电线路上，采集发生故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕守国，刘增超，韩正新，周洋，乔耀华，贾明亮，毕斌，宋香涛，吕修桐，张民，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司检修公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37