CN101581752B - 一种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法 - Google Patents

一种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法 Download PDF

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Abstract

一种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法,其特征在于:利用录波装置的GPS时钟进行整点启动,得出线路两端的正序电压、电流,并以录波文件形式分别保存在两端的录波装置中;在双回互感线路发生区外接地故障时,利用故障产生的零序电流同时启动线路两端的录波装置,对区内线路两端零序电压、电流同步采样,还设有零序灵敏II段启动元件;中心调度计算机读取两端正序电压、电流值,测量出线路的正序参数。读取两端零序电压、电流值,测量出线路的零序参数。本发明无需断电,操作方便,可使录波装置用于输电线路参数在线测量,弥补现有在线测量装置测量正序参数时不同步、测量零序参数时无零序电源的缺陷,提高对线路参数测量次数和测量精度。

Description

一种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法
技术领域
[0001] 本发明涉及输电线路参数测量,尤其是涉及一种基于故障录波的输电线路参数在 线测量方法。
背景技术
[0002] 国家电力行业标准DL/T559-94 :《220KV〜500KV电网继电保护运行规程》对继 电保护整定要求:架空线路和电缆的零序阻抗、其它对继电保护影响较大的参数应使用实 测值。而现有的线路参数测量方法是停电测量,所测线路须停电,并脱离电网,通过不同的 测量试验测得线路的正序、零序参数。一般是在对线路施加试验电源后通过电压表、电流 表、功率表、频率计等表计测量出线路的各个状态,经人工读取表值后利用相应的公式计算 出各个相应的线路参数值,尽管比单纯通过理论计算出的参数值要准确,但是停电测量影 响正常的负荷供电和潮流的优化分布,还存在测量设备沉重、操作繁琐、费时费力等弊端, 尤其是在测量前后的线路开断、接地、闭合及测量过程中的诸多操作中存在人员和设备的 安全隐患,在测量中线路两端和调度之间一般由无线电联系,可靠性较差,还易造成配合失 误。此外,现有的录波装置可以在故障情况下记录波形,但用于线路参数测量还未有相关应 用,且不能在正常运行中设定基于GPS整点时钟的定时启动,无法对正常运行中输电线路 正序参数进行同步在线测量;在区外接地故障情况下,不能测量零序阻抗等参数。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有录波装置的技术缺陷,提出一种基于 故障录波的输电线路参数在线测量方法,将故障录波加以简单改造,使录波装置可以用于 输电线路参数的在线测量,并提高对线路参数测量次数和测量精度。
[0004] 本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
[0005] 这种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法是,通过录波装置的采集、计算、 启动等功能,采集线路正常运行的电压电流,由中心调度计算机提取正常运行状态下的两 端整点录波文件,测量出线路正序参数,也可提取区外故障时线路两端同步记录的包含零 序电压、电流的录波文件,测量出线路的零序参数;并将多次测量的结果统计平均,测量出 不同气候条件下的线路参数。
[0006] 这种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法,采用线路两端设置具有相同硬 件平台包括故障录波模块的录波装置,以及中心调度计算机的输电线路参数同步测量模 块,实现基于线路两端信息的输电线路参数在线测量。
[0007] 这种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法的特点是:
[0008] 1)用于监测的输电线路两端的电压、电流量的录波装置设有“整点启动”的录波方 式,利用录波装置的GPS时钟进行整点启动,启动后,记录正常输电线路两端的整点时刻的 电压、电流采样值,调用傅立叶变换函数,对每相的电压电流进行傅立叶变换,滤除高次谐 波,得到其基波的幅值和相位,并分别对线路始末端的电压、电流进行不对称变换,得出线路两端的正序电压、电流,并以录波文件形式分别保存在两端的录波装置中;
[0009] 2)在双回互感线路发生区外接地故障时,利用故障产生的零序电流同时启动线路 两端的录波装置,启动后,对区内线路两端零序电压、零序电流信号的同步采样,并以录波 文件形式分别保存在两端的录波装置中;同时还设有保证区外接地故障时两端录波装置同 时启动录波进行参数测量的零序灵敏II段启动元件,其值是正常启动值的1/2 ;
[0010] 3)通过中心调度计算机提取正常运行状态下的两端整点录波文件,读取两端正序 电压、电流值,测量出线路正序参数,还提取区外接地故障时线路两端同步记录的包含零序 电压、电流的录波文件,由最小二乘法求解包含线路零序阻抗的代数方程组,测量出线路的 零序参数,并将多次测量的结果统计平均,测量出不同气候条件下的线路参数。
[0011] 本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
[0012] 所述故障录波模块根据采样数据计算结果,进行启动判断,如有启动则生成故障 文件,完成对两端数据的同步采集。
[0013] 所述中心调度计算机的输电线路参数同步测量模块通过对线路两端的录波文件 进行分析,输出线路参数,实现输电线路参数同步测量。
[0014] 所述电压、电流采样值是利用GPS的同步授时功能获得误差小于1微秒的时间基 准,在GPS时间同步下两端录波装置同时采集线路两端的电压、电流值,再由傅立叶滤波算 法得出相应的基波电流、电压矢量值。
[0015] 所述零序参数包括零序自阻抗和零序互阻抗。
[0016] 本发明与现有技术对比的有益效果是:
[0017] 本发明无需断电,操作方便,可使录波装置用于输电线路诸如正序阻抗、正序导 纳、零序阻抗、零序互感等参数的在线测量,弥补现有在线测量装置测量正序参数时不同 步、测量零序参数时无零序电源的缺陷,提高对线路参数测量次数和测量精度。
附图说明
[0018] 图1是本发明的具体实施方式在线路正常运行时的示意图;
[0019] 图2是本发明的具体实施方式在线路发生区外接地故障时的示意图。
具体实施方式
[0020] 下面结合具体实施方式并对照图1、2对本发明作进一步的说明。
[0021] 图1是本发明的具体实施方式测量线路正常时的示意图。在A-B变电站和相邻的 B-C变电站双回互感线路都正常运行的情况下,测量正序参数时,利用B-C变电站录波装置 的GPS时钟进行整点启动,在GPS时间同步下通过录波装置记录整点时刻的电压电流采样 值,由傅立叶滤波算法将电流采样值、电压采样值得到相应的正序基波电流、电压矢量值, 并以录波文件形式分别保存在两端的录波装置中;然后由中心调度计算机提取两端的整 点录波文件,进行正序阻抗、正序导纳的测量。
[0022] 图2是本发明的具体实施方式测量线路出现区外接地故障时的示意图。如果A-B 变电站区内的F点(C-D变电站区内的E点同理)发生接地故障,即B-C变电站发生区外接 地故障时,除A、B变电站录波装置启动录波外,由于C变电站录波装置设有保证区外接地故 障时两端录波装置同时启动录波进行参数测量的零序灵敏II段启动元件,其值是正常启动值的1/2,因此,只要接地故障点F到B变电站的距离不超过B-C变电站的距离,C变电站 录波装置即可启动录波,录波数据都标记GPS时标,然后由中心调度计算机通过提取的B、 C变电站录波装置文件,根据零序电流、电压采样值由傅立叶滤波算法得到相应的零序基波 电流、电压矢量值,还由最小二乘法求解包含线路零序阻抗的代数方程组,得出B-C互感线 路的零序自阻抗、零序互阻抗。并将多次测量的结果统计平均,测量出不同气候条件下的线 路参数。
[0023] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在 不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,则应当 视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (5)

1. 一种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法,采用线路两端设置具有相同硬件 平台包括启动录波模块的录波装置,以及中心调度计算机的输电线路参数同步测量模块, 实现基于线路两端信息的输电线路参数在线测量,其特征在于:1)用于监测的输电线路两端的电压、电流量的录波装置设有“整点启动”的录波方式, 利用录波装置的GPS时钟进行整点启动,启动后,记录正常输电线路两端的整点时刻的电 压、电流采样值,调用傅立叶变换函数,对每相的电压电流进行傅立叶变换,滤除高次谐波, 得到其基波的幅值和相位,并分别对线路始末端的电压、电流进行不对称变换,得出线路两 端的正序电压、电流,并以录波文件形式分别保存在两端的录波装置中;2)在双回互感线路发生区外接地故障时,利用故障产生的零序电流同时启动线路两端 的录波装置,还利用录波装置的GPS时钟实现两端数据同步,启动后,对区内线路两端零序 电压、零序电流信号进行同步采样,并以录波文件形式分别保存在两端的录波装置中;还设 有保证区外接地故障时两端录波装置同时启动录波进行参数测量的零序灵敏II段启动元 件,其值是正常启动值的1/2;3)通过中心调度计算机提取正常运行状态下的两端整点录波文件,读取两端正序电 压、电流值,测量出线路正序参数,还提取区外接地故障时线路两端同步记录的包含零序电 压、电流的录波文件,由最小二乘法求解包含线路零序阻抗的代数方程组,测量出线路的零 序参数,并将多次测量的结果统计平均,测量出不同气候条件下的线路参数。
2.根据权利要求1所述的基于故障录波的输电线路参数在线测量方法,其特征在于: 所述录波装置根据采样数据计算结果进行启动判断,如有启动则生成故障文件,完成对两端数据的同步采集。
3.根据权利要求1或2所述的基于故障录波的输电线路参数在线测量方法,其特征在于:所述中心调度计算机的输电线路参数同步测量模块通过对线路两端的录波文件进行 分析,输出线路参数,实现输电线路参数同步测量。
4.根据权利要求3所述的基于故障录波的输电线路参数在线测量方法,其特征在于: 所述电压、电流采样值是利用GPS的同步授时功能获得误差小于1微秒的时间基准,在GPS时间同步下两端录波装置同时采集线路两端的电压、电流值。
5.根据权利要求4所述的基于故障录波的输电线路参数在线测量方法,其特征在于: 所述零序参数包括零序自阻抗和零序互阻抗。
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