基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，包括获取输电线路故障录波图，其上有输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；若输电线路三相电流波形及母线三相电压波形中存在突变波形，则认定输电线路故障存在；故障存在时，获取输电线路三相电流波形中突变的各相输电线路电流波形及母线三相电压波形中突变的各相母线电压波形，确定突变的各相输电线路电流波形及各自同相对应的突变的母线电压波形上的第一个周期波长过零点，以计算突变电流波形与突变母线电压波形间的相位角度差；根据相位角度差，判定输电线路故障为正向或反向故障。实施本发明专利技术，克服现有技术所存在的缺点及不足，无需过多数学计算，简单直观，且省时省力。

【技术实现步骤摘要】
基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法及系统
本专利技术涉及继电保护
，尤其涉及一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法及系统。
技术介绍
随着电力系统的发展，用电负荷中心和发电中心往往不能在同一个地方，为了统筹经济性和安全性，就需要通过输电线路采用高电压进行电能输送。由于输电线路架设距离远，短的十几公里，长的几百甚至上千公里，因此输电线路所横跨区域广且地形复杂多样。一般地说，输送电能容量越大，输送距离就越远，线路采用的电压等级就越高，所以采用超高压输电可有效的减少线损，降低线路单位造价，少占耕地，使线路走廊得到充分利用。距离保护是反应输电线路一端电气量变化的保护，通过距离保护继电器的测量阻抗来反映阻抗继电器上所加载的输电线路的电压和电流，且距离保护运行方式变化小，因而广泛应用于电力系统中，是电力系统输电线路最重要的保护之一。因此，输电线路正常运行时，距离保护继电器的测量阻抗反映的是输电线路正常运行时的负荷阻抗，且该负荷阻抗的阻抗角及阻抗值均较小；若输电线路故障时，距离保护继电器的测量阻抗反映的是输电线路故障时的负荷阻抗，且该负荷阻抗的阻抗角及阻抗值均较大。其中，输电线路正向故障与反向故障的负荷阻抗的阻抗角方向相反。目前，输电线路正反向故障的判断需要大量计算负荷阻抗的阻抗角及阻抗值，并通过反复对比阻抗值大小、阻抗角大小及方向，才能实现准确判断，不仅容易出错，且不直观，费时费力。为了克服现有技术所存在的缺点及不足，专利技术人提出了一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，无需过多数学计算，简单直观，且省时省力。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，能克服现有技术所存在的缺点及不足，无需过多数学计算，简单直观，且省时省力。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1、获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；步骤S2、若所述输电线路三相电流波形中存在突变的输电线路电流波形，以及所述母线三相电压波形中存在突变的母线电压波形，则认定输电线路故障存在；步骤S3、待认定所述输电线路故障存在后，获取所述输电线路三相电流波形中突变的各相输电线路电流波形，以及获取所述母线三相电压波形中突变的各相母线电压波形，并进一步确定突变的各相输电线路电流波形及各自同相对应的突变的母线电压波形上的第一个周期波长过零点，以计算突变的每一相输电线路电流波形与各自同相对应的突变的母线电压波形之间超前或滞后的相位角度差；步骤S4、根据所述突变的每一相输电线路电流波形与各自同相对应的突变的母线电压波形之间超前或滞后的相位角度差，判定所述输电线路故障为正向故障或反向故障。其中，所述步骤S3具体包括：在所述输电线路三相电流波形中获取突变的各相输电线路电流波形，以及在所述母线三相电压波形中获取突变的各相母线电压波形；从突变的各相输电线路电流波形及突变的各相母线电压波形中，取出同相存在突变的输电线路电流波形及突变的母线电压波形的相线；在当前所取相线突变的母线电压波形上找到第一个周期波长过零点，并以当前所取相线突变的母线电压波形的第一个周期波长为参考区间，在当前所取相线突变的输电线路电流波形上找到处于所述参考区间内的第一个周期波长过零点；若所述当前所取相线突变的输电线路电流波形的第一个周期波长过零点晚于所述当前所取相线突变的母线电压波形的第一个周期波长过零点出现，则认定所述当前所取相线突变的输电线路电流波形滞后所述当前所取相线突变的母线电压波形，并进一步根据所找到的两个第一个周期波长过零点之间的出现时间差，计算出所述当前所取相线突变的输电线路电流波形滞后所述当前所取相线突变的母线电压波形的相位角度差；若所述当前所取相线突变的输电线路电流波形的第一个周期波长过零点早于所述当前所取相线突变的母线电压波形的第一个周期波长过零点出现，则认定所述当前所取相线突变的输电线路电流波形超前所述当前所取相线突变的母线电压波形，并进一步根据所找到的两个第一个周期波长过零点之间的出现时间差，计算出所述当前所取相线突变的输电线路电流波形超前所述当前所取相线突变的母线电压波形的相位角度差。其中，所述方法进一步包括：将同相存在突变的输电线路电流波形及突变的母线电压波形的相线，认定为所述输电线路故障中存在故障的相线。其中，所述步骤S4具体包括：若所计算的突变的每一相输电线路电流波形均超前同相突变的母线电压波形的相位角度差位于第一数值范围内时，则判定所述输电线路故障为反向故障；若所计算的突变的每一相输电线路电流波形均滞后同相突变的母线电压波形的相位角差位于第二数值范围内时，则判定所述输电线路故障为正向故障。其中，所述第一数值范围为[105°，115°]；所述第二数值范围为[65°，75°]。本专利技术实施例还提供了一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的系统，包括：线路故障录波图获取单元，用于获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；输电线路故障检测单元，用于若所述输电线路三相电流波形中存在突变的输电线路电流波形，以及所述母线三相电压波形中存在突变的母线电压波形，则认定输电线路故障存在；波形相位角度差计算单元，用于待认定所述输电线路故障存在后，获取所述输电线路三相电流波形中突变的各相输电线路电流波形，以及获取所述母线三相电压波形中突变的各相母线电压波形，并进一步确定突变的各相输电线路电流波形及各自同相对应的突变的母线电压波形上的第一个周期波长过零点，以计算突变的每一相输电线路电流波形与各自同相对应的突变的母线电压波形之间超前或滞后的相位角度差；输电线路故障判定单元，用于根据所述突变的每一相输电线路电流波形与各自同相对应的突变的母线电压波形之间超前或滞后的相位角度差，判定所述输电线路故障为正向故障或反向故障。其中，所述波形相位角度差计算单元包括：突变波形获取模块，用于在所述输电线路三相电流波形中获取突变的各相输电线路电流波形，以及在所述母线三相电压波形中获取突变的各相母线电压波形；相线选取模块，用于从突变的各相输电线路电流波形及突变的各相母线电压波形中，取出同相存在突变的输电线路电流波形及突变的母线电压波形的相线；波形过零点查找模块，用于在当前所取相线突变的母线电压波形上找到第一个周期波长过零点，并以当前所取相线突变的母线电压波形的第一个周期波长为参考区间，在当前所取相线突变的输电线路电流波形上找到处于所述参考区间内的第一个周期波长过零点；相位角度差第一计算模块，用于若所述当前所取相线突变的输电线路电流波形的第一个周期波长过零点晚于所述当前所取相线突变的母线电压波形的第一个周期波长过零点出现，则认定所述当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤S1、获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；/n步骤S2、若所述输电线路三相电流波形中存在突变的输电线路电流波形，以及所述母线三相电压波形中存在突变的母线电压波形，则认定输电线路故障存在；/n步骤S3、待认定所述输电线路故障存在后，获取所述输电线路三相电流波形中突变的各相输电线路电流波形，以及获取所述母线三相电压波形中突变的各相母线电压波形，并进一步确定突变的各相输电线路电流波形及各自同相对应的突变的母线电压波形上的第一个周期波长过零点，以计算突变的每一相输电线路电流波形与各自同相对应的突变的母线电压波形之间超前或滞后的相位角度差；/n步骤S4、根据所述突变的每一相输电线路电流波形与各自同相对应的突变的母线电压波形之间超前或滞后的相位角度差，判定所述输电线路故障为正向故障或反向故障。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；
步骤S2、若所述输电线路三相电流波形中存在突变的输电线路电流波形，以及所述母线三相电压波形中存在突变的母线电压波形，则认定输电线路故障存在；
步骤S3、待认定所述输电线路故障存在后，获取所述输电线路三相电流波形中突变的各相输电线路电流波形，以及获取所述母线三相电压波形中突变的各相母线电压波形，并进一步确定突变的各相输电线路电流波形及各自同相对应的突变的母线电压波形上的第一个周期波长过零点，以计算突变的每一相输电线路电流波形与各自同相对应的突变的母线电压波形之间超前或滞后的相位角度差；
步骤S4、根据所述突变的每一相输电线路电流波形与各自同相对应的突变的母线电压波形之间超前或滞后的相位角度差，判定所述输电线路故障为正向故障或反向故障。


2.如权利要求1所述的基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
在所述输电线路三相电流波形中获取突变的各相输电线路电流波形，以及在所述母线三相电压波形中获取突变的各相母线电压波形；
从突变的各相输电线路电流波形及突变的各相母线电压波形中，取出同相存在突变的输电线路电流波形及突变的母线电压波形的相线；
在当前所取相线突变的母线电压波形上找到第一个周期波长过零点，并以当前所取相线突变的母线电压波形的第一个周期波长为参考区间，在当前所取相线突变的输电线路电流波形上找到处于所述参考区间内的第一个周期波长过零点；
若所述当前所取相线突变的输电线路电流波形的第一个周期波长过零点晚于所述当前所取相线突变的母线电压波形的第一个周期波长过零点出现，则认定所述当前所取相线突变的输电线路电流波形滞后所述当前所取相线突变的母线电压波形，并进一步根据所找到的两个第一个周期波长过零点之间的出现时间差，计算出所述当前所取相线突变的输电线路电流波形滞后所述当前所取相线突变的母线电压波形的相位角度差；
若所述当前所取相线突变的输电线路电流波形的第一个周期波长过零点早于所述当前所取相线突变的母线电压波形的第一个周期波长过零点出现，则认定所述当前所取相线突变的输电线路电流波形超前所述当前所取相线突变的母线电压波形，并进一步根据所找到的两个第一个周期波长过零点之间的出现时间差，计算出所述当前所取相线突变的输电线路电流波形超前所述当前所取相线突变的母线电压波形的相位角度差。


3.如权利要求2所述的基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
将同相存在突变的输电线路电流波形及突变的母线电压波形的相线，认定为所述输电线路故障中存在故障的相线。


4.如权利要求1所述的基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
若所计算的突变的每一相输电线路电流波形均超前同相突变的母线电压波形的相位角度差位于第一数值范围内时，则判定所述输电线路故障为反向故障；
若所计算的突变的每一相输电线路电流波形均滞后同相突变的母线电压波形的相位角差位于第二数值范围内时，则判定所述输电线路故障为正向故障。


5.如权利要求1所述的基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的方法，其特征在于，所述第一数值范围为[105°，115°]；所述第二数值范围为[65°，75°]。


6.一种基于电网故障录波图来判断线路正反向故障的系统，其特征在于，包括：
线路故障录波图获取单元，用于获取输电线路故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世祥，谷斌，吴海涛，詹子松，祝沈奇，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44