非接触式行波故障测距方法及装置制造方法及图纸

本申请是关于一种非接触式行波故障测距方法，用于解决在不接触电力系统一次设备的条件下，检测输电线路故障的问题，有效规避由于监测装置接触输电线路一次设备而对设备造成的故障、隐患。本申请实施例方法包括：通过磁场传感器接收输电线路的空间磁场信号；对比空间磁场信号与第一磁场信号，第一磁场信号为输电线路正常运行时的预设阈值范围；根据空间磁场信号与第一磁场信号的对比结果确定是否触发故障行波录制；若触发故障行波录制，则根据故障行波录制的结果记录第一触发时刻、第二触发时刻、第三触发时刻和第四触发时刻；根据第一触发时刻、第二触发时刻、第三触发时刻和第四触发时刻计算故障距离，故障距离为输电线路的故障点到监测点的距离。故障点到监测点的距离。故障点到监测点的距离。

【技术实现步骤摘要】
非接触式行波故障测距方法及装置


[0001]本申请涉及故障检修领域，尤其涉及非接触式行波故障测距方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电网规模的不断扩大，输电线路传输功率和电压等级的不断提高，用户对电网安全的要求也越来越高，使得精确故障定位成为快速排除故障、提高系统暂态稳定性的重要保证，而行波信号的检测准确度直接影响行波定位的准确性和行波保护的可靠性。
[0003]目前行波法故障测距技术已成为输电线路快速故障定位的主流技术，在现有的行波法故障测距技术中，多采用电压互感器或电流互感器原理对输电线路行波信号进行检测，包括：1)电压行波信号一般从电压互感器二次侧提取，也可以在CVT地线上套接电压行波传感器检测电压行波信号；2)电流行波信号可以直接从电流互感器(罗氏线圈电流互感器)二次侧提取。
[0004]现有技术中不论采用电压互感器还是电流互感器原理对输电线路行波信号进行检测，都需要与输电线路一次设备进行直接接触，造成了施工上的不便，容易受到一次设备的干扰，对输电线路的安全运行造成一定的隐患，难以满足行波技术的应用需求。同时，现有行波法故障测距技术中，一般采用取电CT以电磁感应原理在输电线路上进行取电以维持行波测距装置的运行，但当输电线路负荷电流较小时，例如低负荷热备用线路和终端线路，取电CT不能取得稳定的电源，无法保证行波测距装置的稳定运行，无法保障检测结果的准确性。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术中存在的问题，本申请提供一种非接触式行波故障测距方法，该非接触式行波故障测距方法解决在不接触电力系统一次设备的条件下，检测输电线路故障的问题，有效规避由于监测装置接触输电线路一次设备而对设备造成的故障、隐患。
[0006]本申请第一方面提供的非接触式行波故障测距方法，包括：
[0007]通过磁场传感器接收输电线路的空间磁场信号；
[0008]对比空间磁场信号与第一磁场信号，第一磁场信号为输电线路正常运行时的预设阈值范围；
[0009]根据空间磁场信号与第一磁场信号的对比结果确定是否触发故障行波录制；
[0010]若触发故障行波录制，则根据故障行波录制的结果记录第一触发时刻、第二触发时刻、第三触发时刻和第四触发时刻；
[0011]根据第一触发时刻、第二触发时刻、第三触发时刻和第四触发时刻计算故障距离，故障距离为输电线路的故障点到监测点的距离。
[0012]在本申请的一种实施方式中，包括：
[0013]磁场传感器包括：屏蔽罩、线圈和磁芯；
[0014]线圈紧密绕在磁芯表面；
[0015]磁芯的外形为柱体，磁芯的制作材料包括：软磁铁氧体、非晶合金或硅钢片；
[0016]屏蔽罩用于防止磁场感应器受外界环境干扰。
[0017]在本申请的一种实施方式中，包括：
[0018]线圈的导线直径长度的总和小于磁芯长度；线圈的匝数小于5000匝。
[0019]在本申请的一种实施方式中，包括：
[0020]空间磁场信号包括：行波电流、磁感应强度和感应电动势；
[0021]行波电流在输电线路周围产生磁场环，磁场环垂直于行波电流的传播方向；
[0022]磁感应强度为磁场环的磁通密度；
[0023]感应电动势为磁场传感器感应磁场环所产生的。
[0024]在本申请的一种实施方式中，若空间磁场信号为磁感应强度，通过磁场传感器接收输电线路的空间磁场信号包括：
[0025]根据行波电流和感应距离获取磁感应强度，磁感应强度数学表达式为公式A)：
[0026][0027]其中，B为磁感应强度，μ0为真空磁导率，I为行波电流，π为圆周率，l为感应距离，感应距离为磁场传感器内部任意一点到输电线路的距离。
[0028]在本申请的一种实施方式中，若空间磁场信号为感应电动势，通过磁场传感器接收输电线路的空间磁场信号包括：
[0029]根据磁感应强度和行波电流计算感应电动势，感应电动势数学表达式为公式B)：
[0030][0031]其中，E为感应电动势，n为磁场传感器线圈匝数，e为磁通量变化率，μ0为真空磁导率，π为圆周率，i
s
(t)为行波电流在感应时段内随时间变化的函数，t为感应时间，l为感应距离，l1和l2分别为磁场传感器的近边和远边与输电线路之间距离。
[0032]在本申请的一种实施方式中，包括：
[0033]空间磁场信号与第二磁场信号的对比结果，包括：
[0034]行波电流的对比结果、磁感应强度的对比结果或感应电动势的对比结果；
[0035]根据空间磁场信号与第一磁场信号的对比结果确定是否触发故障行波录制，包括：
[0036]若空间磁场信号不在第一磁场信号所设阈值范围之内，则输电线路中存在故障行波信号，触发故障行波录制。
[0037]在本申请的一种实施方式中，包括：
[0038]监测点包括：第一监测点和第二监测点；
[0039]根据故障行波录制的结果记录第一触发时刻、第二触发时刻、第三触发时刻和第四触发时刻，包括：
[0040]确定故障行波信号的波形特征，波形特征为波谷到波峰和波峰到波谷的时间差最小且幅度最大；
[0041]提取具有波形特征的波形；
[0042]根据提取结果，第一监测点第一次录制的具有波形特征的波形为第一波形，第一
波形对应故障行波信号从故障点第一次到达第一监测点，第一波形的峰值对应的时刻记录为第一触发时刻；
[0043]根据提取结果，第二监测点第一次录制的具有波形特征的波形为第二波形，第二波形对应故障行波信号从故障点第一次到达第二监测点，第二波形的峰值对应的时刻记录为第二触发时刻；
[0044]根据提取结果，第一监测点第二次录制的具有波形特征的波形为第三波形，第三波形对应故障行波信号从第一监测点出发，经第一变电站反射后，第二次到达第一监测点，第三波形的峰值对应的时刻记录为第三触发时刻；
[0045]根据提取结果，第二监测点第二次录制的具有波形特征的波形为第四波形，第四波形对应故障行波信号从第二监测点出发，经第二变电站反射后，第二次到达第二监测点，第四波形的峰值对应的时刻记录为第四触发时刻；
[0046]第一变电站和第二变电站为输电线路两端的电力系统，用于发射故障行波信号。
[0047]在本申请的一种实施方式中，包括：
[0048]根据第一触发时刻、第三触发时刻和第一监测点到第一变电站的距离，计算故障行波信号的传输速度，故障行波信号的传输速度数学表达式为公式C)：
[0049][0050]其中，v为故障行波信号的传输速度，L1为第一监测点到第一变电站的距离，t1为第一触发时刻，t3为第三触发时刻。
[0051]在本申请的一种实施方式中，根据第一触发时刻、第二触发时刻、第三触发时刻和第四触发时刻计算故障距离包括：
[0052]通过公式D)计算故障距离，故障距离的数学表达式为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式行波故障测距方法，其特征在于，包括：通过磁场传感器接收输电线路的空间磁场信号；对比所述空间磁场信号与第一磁场信号，所述第一磁场信号为所述输电线路正常运行时的预设阈值范围；根据所述空间磁场信号与所述第一磁场信号的对比结果确定是否触发故障行波录制；若触发所述故障行波录制，则根据所述故障行波录制的结果记录第一触发时刻、第二触发时刻、第三触发时刻和第四触发时刻；根据所述第一触发时刻、所述第二触发时刻、所述第三触发时刻和所述第四触发时刻计算故障距离，所述故障距离为所述输电线路的故障点到监测点的距离。2.根据权利要求1所述的一种非接触式行波故障测距方法，其特征在于，所述磁场传感器，包括：屏蔽罩、线圈和磁芯；所述线圈紧密绕在所述磁芯表面；所述磁芯的外形为柱体，所述磁芯的制作材料包括：软磁铁氧体、非晶合金或硅钢片；所述屏蔽罩用于防止所述磁场感应器受外界环境干扰；所述线圈的导线直径长度的总和小于所述磁芯长度；所述线圈的匝数小于5000匝。3.根据权利要求1所述的一种非接触式行波故障测距方法，其特征在于，所述空间磁场信号包括：行波电流、磁感应强度和感应电动势；所述行波电流在所述输电线路周围产生磁场环，所述磁场环垂直于所述行波电流的传播方向；所述磁感应强度为所述磁场环的磁通密度；所述感应电动势为所述磁场传感器感应所述磁场环所产生的。4.根据权利要求3所述的一种非接触式行波故障测距方法，其特征在于，若所述空间磁场信号为所述磁感应强度，所述通过磁场传感器接收输电线路的空间磁场信号，包括：根据所述行波电流和感应距离获取所述磁感应强度，所述磁感应强度数学表达式为公式A)：A):其中，B为所述磁感应强度，μ0为真空磁导率，I为所述行波电流，π为圆周率，l为所述感应距离，所述感应距离为所述磁场传感器内部任意一点到所述输电线路的距离。5.根据权利要3所述的一种非接触式行波故障测距方法，其特征在于，若所述空间磁场信号为所述感应电动势，所述通过磁场传感器接收输电线路的空间磁场信号，包括：根据所述磁感应强度和所述行波电流计算所述感应电动势，所述感应电动势数学表达式为公式B)：B)：其中，E为所述感应电动势，n为所述磁场传感器线圈匝数，e为磁通量变化率，μ0为真空磁导率，π为圆周率，i
s
(t)为所述行波电流在感应时段内随时间变化的函数，t为感应时间，l为所述感应距离，l1和l2分别为所述磁场传感器的近边和远边与所述输电线路之间距离。
6.根据权利要求1
‑
5任意一项所述的一种非接触式行波故障测距方法，其特征在于，所述空间磁场信号与所述第一磁场信号的对比结果，包括：所述行波电流的对比结果、所述磁感应强度的对比结果或所述感应电动势的对比结果；所述根据所述空间磁场信号与所述第一磁场信号的对比结果确定是否触发故障行波录制，包括：若所述空间磁场信号不在所述第一磁场信号所设阈值范围之内，则所述输电线路中存在故障行波信号，触发所述故障行波录制。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇村，仪登富，冯杰，陈浩鑫，
申请(专利权)人：广州长川科技有限公司，
类型：发明
国别省市：