CN102590708B - 一种输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于高频行波电流的输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法。所述方法包括：利用高速采集设备对输电线路上的三相暂态电流进行实时采样记录，比较同一观测点三相暂态电流的最大幅值，判断出故障相，分析故障相电流的起始时刻和波尾时刻，计算波尾时间，并与设定的阈值比较，判别故障为雷击故障或非雷击故障。以往利用工频电压进行故障类型识别的方法，往往受到负荷电流、线路长度以及过渡电阻的影响。本方法基于故障高频暂态信号，具有不受线路负荷电流、线路长度和过渡电阻影响的特点，而且具有判据简单易于实现的优点。

Description

一种输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法

技术领域

 本发明涉及一种对输电线路雷击故障与非雷击故障类型进行辨别的方法，尤其涉及一种基于高频行波电流的输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法。

背景技术

输电线路是电力网的重要组成部分,是电力系统不可缺少的连接元件。由于其穿越的地区地质条件、气象条件等自然条件复杂多变,可能引起故障的因素很多,所以电力系统的大部分故障都发生在输电线路上。一旦发生故障,不仅会对电气设备造成直接的损坏,影响系统供电,而且往往直接威胁系统稳定。

    高压输电线路发生故障后要求准确识别故障类型，一方面这对分析和排除故障具有重要意义，另一方面对于有效采取输电线路防护措施具有指导作用。目前，国内还没有直接的监测技术实现故障原因的辨识，现在对事故原因的确认普遍采用的是结合气象条件、线路状态的信息以及现场寻线的现象特点进行判断。由于缺乏有效的技术手段来鉴别故障原因，同时寻线的工作质量有时难以控制，有些事故难以找到真实原因。这使得输电线路的运行维护水平提升受到制约，也直接影响了输电线路安全运行的可靠性。

以往利用工频电压进行雷击与非雷击故障类型识别的方法，容易受线路负荷电流、线路长度和过渡电阻影响，而且判据复杂不易于实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题，就是提供一种不受线路负荷电流、线路长度和过渡电阻影响，且具有判据简单易于实现的基于高频行波电流的输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法。

本发明的输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法，通过对线路电流采样测量获取故障相电流的暂态波形，并通过分析波形得到波尾时间，并与阀值进行比较，从而准确简明地辨别出故障是雷击故障还是非雷击故障。

进一步地，选取利用采样率为10MHz的高速采样设备，可准确获取波形数据。通过对大量的实测及仿真数据分析，得出雷击故障与非雷击故障电流的电磁暂态特征差别明显，体现在雷击故障电流的波尾时间远小于40μs，而非雷击故障电流的波尾时间远大于40μs。通过分析线路故障相电流的波尾时间，并与阀值40μs作对比，就能够准确判断出为雷击故障或非雷击故障，整个波形分析及判断过程简单、易于实现。

解决上述技术问题，本发明的输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法，具体包括以下步骤：

S-1，实时采样记录：安装高速采集设备，对输电线路上的三相暂态电流的波形进行实时采样记录；

S-2，判断故障相：比较同一观测点记录的三相暂态电流的最大幅值                                               、和，幅值最大的为故障相；

S-3，分析故障相电流的行波特征：对故障相电流波形进行分析，得到电流峰值，及其对应时刻，并以峰值前电流幅值第一个达到的时刻作为波形起始时刻，以峰值后电流幅值第一个达到的时刻作为波尾时刻，则、，其中；得到波形的起始时刻和波尾时刻；

S-4，判断雷击故障类型：计算故障相电流的波尾时间，并与设定的阈值40μs进行比较，若△t<40μs，判断为雷击故障；若△t>40μs，判断为非雷击故障。

所述的高速采集设备的采样频率为10MHz。

所述的高速采集设备为柔性无磁芯Rogowski线圈。

有益效果：本方法基于故障高频暂态信号特征差异，与以往利用工频电压进行故障类型识别的方法相比，具有不受线路负荷电流、线路长度和过渡电阻影响的特点，而且具有判据简单易于实现的优点。当输电线路发生故障后，本方法能够快速而准确的辨别出该故障是雷击故障，还是非雷击故障，为分析和排除故障提供依据。

附图说明

图1是本发明基于高频行波电流的输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法实施例的步骤流程图；

图2是仿真雷击故障电流的暂态波形图；

图3是仿真非雷击故障电流的暂态波形图。 

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明一种基于高频行波电流的输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法实施例的步骤流程图。

所述的辨别方法包括以下步骤：

S-1，实时采样记录：安装高速采集设备，对输电线路上的三相暂态电流进行实时采样记录；

在本步骤中，利用采样频率为10MHz的高速采样设备对输电线路上的电流进行实时采样记录，获取输电线路三相暂态电流。

S-2，判断故障相；

在本步骤中，比较同一观测点记录的三相暂态电流的最大幅值、和，幅值最大的为故障相；

S-3，分析故障相电流的行波特征，得到波形的起始时刻和波尾时刻；

在本步骤中，对故障相电流波形进行分析，得到电流峰值，及其对应时刻，并以峰值前电流幅值第一个达到的时刻作为波形起始时刻，以峰值后电流幅值第一个达到的时刻作为波尾时刻，则、，其中； 

S-4，计算故障相电流的波尾时间，并与设定的阈值比较，判别为雷击故障或非雷击故障。

在本步骤中，计算故障相电流的波尾时间，并与设定的阈值40μs进行比较。

若△t<40μs，判断为雷击故障；如图2所示。

若△t>40μs，判断为非雷击故障，如图3所示。

Claims (1)

1.一种输电线路雷击故障与非雷击故障的辨别方法，其特征在于包括以下步骤：

S-1，实时采样记录：采用柔性无磁芯Rogowski线圈，对输电线路进行实时采样记录，获取线路电流的三相暂态电流；

S-2，判断故障相：比较同一观测点记录的三相暂态电流的最大幅值max(|i_A(t)|)、max(|i_B(t)|)和max(|i_C(t)|)，幅值最大的为故障相；

S-3，分析故障相暂态电流的行波特征：对故障相暂态电流波形i_x(t)进行分析，得到电流峰值I_m＝max(i_x(t))，及其对应时刻t_m＝i_x ^-1(I_m)，并以峰值前电流幅值第一个达到10％I_m的时刻t₁作为波形起始时刻，以峰值后电流幅值第一个达到50％I_m的时刻t₂作为波尾时刻，则t₁＝i_x ^-1(10％I_m)、t₂＝i_x ^-1(50％I_m)，其中t₁＜t_m＜t₂；得到波形的起始时刻和波尾时刻；

S-4，判断雷击故障类型：计算故障相暂态电流的波尾时间Δt＝t₂-t₁，并与设定的阈值40μs进行比较，若Δt＜40μs，判断为雷击故障；若Δt＞40μs，判断为非雷击故障；

所述的步骤S-1中的采样的频率为10MHz。