本申请公开了一种行波测距和故障录波一体化装置以及实现方法。该装置包括故障录波单元，用于采集电力系统中发生故障时电气量、非电气量及开关量并进行录波；行波信号处理单元，用于对行波信号分析判断故障类型，通过信号到达两端装置的时间差计算出到故障点的距离；嵌入式系统与所述行波信号处理单元连接，用于计算故障点位置；嵌入式系统与所述故障录波单元连接，用于故障时波形数据存储；嵌入式系统还包括：预设功能接口，用于提供数据输入或输出。本申请解决了测量精度和采样频率较低的问题，不仅能得出精确故障点位置，还能记录高频暂态波形。本申请提供的行波测距和故障录波一体化装置具有精度高、可靠性高等特点。
【技术实现步骤摘要】
行波测距和故障录波一体化装置以及实现方法
本申请涉及电力领域，具体而言，涉及一种行波测距和故障录波一体化装置以及实现方法。
技术介绍
随着电网规模日益扩大,以及输电电压等级的提髙和输电距离的增加,电网架构日益复杂化，发生故障的可能性也不可避免的增加。近年来广泛投运的故障录波装置对输电线路故障后快速、准确地进行全面分析，判断出故障类型，定位及排除故障点起到了积极的作用,减少了因停电造成的损失，提高了电力系统运行的安全性、可靠性。同时，常规的故障录波装置也暴露出了一些功能缺陷。比如，专利技术人发现故障录波装置的采样频率偏低。在电力系统故障、操作、雷电等扰动过程中，电压电流包含丰富的高频分量，蕴含大量的系统信息，信号频率高达500KHz到5MHz。对这些高频信息进行提取、分析，可以实现对系统结构、参数的快速辨识，实现电力系统的高速暂态分析及控制。故障录波器采样速率一般为1至10KHz，其主要是用来记录系统大扰动引起的系统工频电流、电压及其导出量的变化，无法记录高频分量丰富的电力系统暂态信号。又比如，专利技术人还发现故障录波装置的测距精度不足。故障录波装置通常采用阻抗测距算法，在实际运行中测距误差较大。此外，为提高行波捕获的准确性，现有的行波测距系统通常采用双端测距方法，需要双端数据通讯和同步对时设备，同时须在线路两侧各安装一套行波测距装置。这也限制了设备的推广和普及，以至在很多110KV及以下变电站没有安装行波测距装置。针对相关技术中测量精度和采样频率较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种行波测距和故障录波一体化装置以及实现方法，以解决测量精度和采样频率较低的问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种行波测距和故障录波一体化装置。根据本申请的行波测距和故障录波一体化装置包括：故障录波单元，用于采集电力系统中发生电路故障时电气量、非电气量以及开关量并进行录波，行波信号处理单元，用于通过对行波信号进行分析判断出故障类型，在通过行波信号到达两端装置的时间差计算出到故障点的距离；嵌入式系统与所述行波信号处理单元连接，用于计算输电线路故障发生电路故障时的故障点位置；嵌入式系统与所述故障录波单元连接，用于对故障时录下的波形数据进行存储；嵌入式系统还包括：预设功能接口，用于提供数据输入或数据输出。其中，通过嵌入式系统可以对故障录波单元和行波信号处理单元内的数据或信号进行整合、存储和显示，提供人机交互接口，方便用户进行查看和操作。进一步地，所述行波信号处理单元包括：超高速电量隔离变送器和行波整形分析电路，行波信号通过所述超高速电量隔离变送器转换成互相电隔离的电压、电流信号或数字编码信号；并经过所述行波整形分析电路后输入到所述嵌入式系统。进一步地，在嵌入式系统中预置行波及阻抗测距算法，用于采用单端阻抗测距法初步定位故障点；根据初步定位故障点得到故障点大致范围对采集到行波波头到达时刻进行有选择性的过滤，选出真实的故障行波波头和线路对端反射波头，得出精确故障点位置。进一步地，所述行波信号处理单元还包括：小型行波传感器，所述小型行波传感器为采用罗氏空心线圈的高性能抗扰动行波传感器。进一步地，在所述嵌入式系统和所述故障录波单元之间还配置有高速DSP采集板，所述高速DSP采集板用于用于进行14bit，20MHz的高速高精度数据采样。进一步地，所述故障录波单元包括：直流信号变送器，其用于处理高频直流信号故障的直流信号变送器，其通过采集板与所述嵌入系统连接；在所述嵌入式系统采集记录高频暂态波形，并记录行波波头波形和到达时刻。进一步地，其用于110KV及以下的输电线路电力系统。进一步地，所述故障录波单元包括：电流隔离变送器，其用于处理CT回路故障的信号或数据，并通过采集板与所述嵌入系统连接；电压隔离变送器，其用于处理PT回路故障的信号或数据，并通过采集板与所述嵌入系统连接；开入隔离电路，其用于处理开关量故障的信号或数据，并通过采集板与所述嵌入系统连接；开出隔离电路，其用于处理开出节点故障的信号或数据，并通过采集板与所述嵌入系统连接。进一步地，所述预设功能接口包括：输出接口、输入接口、时钟同步接口、储存接口、通信接口。为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种行波测距和故障录波一体化的实现方法。根据本申请的行波测距和故障录波一体化的实现方法包括：采集电力系统中发生电路故障时电气量、非电气量以及开关量并储存故障波数据；测量电压或电流行波在故障点的距离，并处理输电线路故障发生电路故障时的故障点位置；接收输入指令，并输出故障点位置定位结果。在本申请实施例中，采用故障录波单元，用于采集电力系统中发生电路故障时电气量、非电气量以及开关量的方式，通过行波信号处理单元，用于测量电压或电流行波在故障点的距离，达到了嵌入式系统与所述行波信号处理单元连接，用于处理输电线路故障发生电路故障时的故障点位置；嵌入式系统与所述故障录波单元连接，用于储存故障波数据；嵌入式系统还包括：预设功能接口，用于提供数据输入或数据输出的目的，从而实现了对故障点位置精确定位和高精度故障波采样的技术效果，进而解决了测量精度和采样频率较低的技术问题。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请一实施例中行波测距和故障录波一体化装置；图2是根据本申请优选实施例中的行波测距和故障录波一体化装置；以及图3是根据本申请实施例的行波测距和故障录波一体化方法示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。本申请中的一体化装置，通过结合故障录波工作原理，对行波测距理论和技术进行系统的阐述和深入的研究，并结合工程实际。本申请一体化装置具备常规故障录波装置和行波测距装置的全部功能，并能采集存储高频暂态波形，在系统线路故障时，从暂态波形中分析提取有效的行波信息，并结合故障录波的系统动态波形进行行波及阻抗测距的综合测距分析，实现输电线路故障精准定位。对非系统线路故障或操作时的高频暂态波形进行分析，开展对雷击定位、绝缘放电、闪络的电力数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种行波测距和故障录波一体化装置，其特征在于，包括：故障录波单元，用于采集电力系统中发生电路故障时电气量、非电气量以及开关量并进行录波，行波信号处理单元，用于通过对行波信号进行分析判断出故障类型，在通过行波信号到达两端装置的时间差计算出到故障点的距离；嵌入式系统与所述行波信号处理单元连接，用于计算输电线路故障发生电路故障时的故障点位置；嵌入式系统与所述故障录波单元连接，用于对故障时录下的波形数据进行存储；嵌入式系统还包括：预设功能接口，用于提供数据输入或数据输出。
【技术特征摘要】
1.一种行波测距和故障录波一体化装置，其特征在于，包括：故障录波单元，用于采集电力系统中发生电路故障时电气量、非电气量以及开关量并进行录波，行波信号处理单元，用于通过对行波信号进行分析判断出故障类型，在通过行波信号到达两端装置的时间差计算出到故障点的距离；嵌入式系统与所述行波信号处理单元连接，用于计算输电线路故障发生电路故障时的故障点位置；嵌入式系统与所述故障录波单元连接，用于对故障时录下的波形数据进行存储；嵌入式系统还包括：预设功能接口，用于提供数据输入或数据输出。2.根据权利要求1所述的行波测距和故障录波一体化装置，其特征在于，所述行波信号处理单元包括：超高速电量隔离变送器和行波整形分析电路，行波信号通过所述超高速电量隔离变送器转换成互相电隔离的电压、电流信号或数字编码信号；并经过所述行波整形分析电路后输入到所述嵌入式系统。3.根据权利要求1所述的行波测距和故障录波一体化装置，其特征在于，在嵌入式系统中预置行波及阻抗测距算法，用于采用单端阻抗测距法初步定位故障点；根据初步定位故障点得到故障点大致范围对采集到行波波头到达时刻进行有选择性的过滤，选出真实的故障行波波头和线路对端反射波头，得出精确故障点位置。4.根据权利要求1所述的行波测距和故障录波一体化装置，其特征在于，所述行波信号处理单元还包括：小型行波传感器，所述小型行波传感器为采用罗氏空心线圈的高性能抗扰动行波传感器。5.根据权利要求1所述的行波测距和故障录波一体化装置，其特征在于，在所述嵌入式系统和所述故障录波单元之间还配置...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿奎，赵志中，薛云，陈钊，
申请(专利权)人：南京大贺电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。