CN106501673B - 一种基于输电线路隐患放电实测电流行波的正常谐波判别方法 - Google Patents
一种基于输电线路隐患放电实测电流行波的正常谐波判别方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明基于已有的输电线路隐患放电电流行波监测技术，提出一种基于输电线路隐患放电实测电流行波的杂波判别方法，包括步骤：首先获取输电线路上一段连续时长的行波采样数据，并按序平均分成N组；然后分别对每组采样数据求取采样点电流平方和，按照平方和的大小对N组采样数据进行排序编号；再分别计算排序编号在前N/2组的电流平方和之和S1，以及排序编号在后N/2组的电流平方和S2，进而得到比值R=S1/S2；最后，定义判别阈值Z，将R值与Z进行对比，若R>Z则步骤一所获取的电流行波为隐患电流行波，若R<Z，则步骤一所获取的电流行波为正常谐波波形。利用本发明对输电线路电流波形中的隐患行波进行区分，可大大提高架空线路的主动防护水平。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路滤波技术领域，特别是一种基于输电线路隐患放电实测电流行波的正常谐波判别方法。
背景技术
输电线路遍布在城市、农村、森林等各种野外的恶劣环境中，随着运行年限的增加及周围环境影响，线路绝缘子劣化（积污和覆冰）、导线断股（异物附着）、金具锈蚀变形、交跨距离不足等绝缘隐患都是客观存在的，如不及时发现并予以消除，将可能造成线路跳闸、导线断线等事故，给电力系统造成较大的安全影响和经济损失。
近些年来，基于行波测距技术的输电线路隐患放电实测系统被开发与应用，该系统可对隐患点进行有效精确的定位，减少隐患升级为故障的可能性，提升了电力部门工作效益。而行波测距技术是根据传感器获取的电流波形进行隐患定位，如何在众多电流杂波中提取隐患放电行波是技术实现的关键。目前实测电流波形表明，正常运行的谐波与隐患放电行波频率相近，幅值差距不大，从而导致无法精确判别正常运行谐波与隐患放电行波，亟待一种新的隐患电流行波的杂波滤除算法来提取有效放电行波。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：基于已有的输电线路隐患放电电流行波监测技术，根据输电线路波形在隐患放电电流影响下的数据特征，判别输电线路电流波形是否存在隐患放电电流，或者为正常谐波波形。
本发明采取的技术方案具体为：一种基于输电线路隐患放电实测电流行波的正常谐波判别方法，包括以下步骤：
步骤一，对输电线路上的电流行波进行监测，获取一段连续时长内的行波采样数据，并按序平均分成N组；
步骤二，分别对每组采样数据求取采样点电流平方和，然后按照平方和的大小对N组采样数据进行排序编号；
步骤三，分别计算排序编号在前N/2组的电流平方和之和S1，以及排序编号在后N/2组的电流平方和S2，进而得到比值R=S1/S2；
步骤四，定义判别阈值Z，将R值与Z进行对比，若R>Z则步骤一所获取的电流行波为隐患电流行波，若R<Z，则步骤一所获取的电流行波为正常谐波波形。
本发明中，步骤一采用现有输电线路行波监测装置实现电流行波的采样，所获取的行波采样数据包括电流行波波形、电流行波幅值和电流行波起始时刻。所获取的电流行波数据可认为是隐患附加电源在输电线路上产生的高频电流行波。优选的，步骤一中对电流行波进行采样的采样频率为10MHz，进而获取时长为400μs的行波采样数据。采样频率越高则采样数据越全面，更能够反映隐患放电在输电线路上的数据特点。
优选的，本发明步骤一中，将行波采样数据平均分为10组。为了方便后续的计算和对比，本发明对行波采样数据的分组组数为偶数。
优选的，本发明步骤四中，判别阈值Z=50。判别阈值的设定可根据经验设定，经长期观测和计算，并采用大量有效隐患行波及杂波进行对比区分，以及大量仿真结果分析，大部分正常隐患波形的R值处于40~1000之间，而杂波R值一般在1~20左右，一般来说Z值设置为20即可区分大部分隐患跟杂波，但为了避免有少部分重叠的情况，本发明中将该值设置为50。
有益效果
本发明通过获取输电线路上电流行波数据，并对电流行波数据进行处理，然后根据隐患放电对输电线路电流波形的影响特点，即可判别出所选取的电流行波是隐患放电行波还是正常运行谐波。依据辨识出的隐患放电行波即可提前发现线路运行中出现的缺陷放电，及时将缺陷放电予以消除，大大提高架空线路的主动防护水平，对保证电网的安全运行具有重要意义。
附图说明
图1所示为本发明方法的具体实施例流程示意图；
图2所示为实施例一杂波波形图；
图3所示为实施例二隐患波形图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
本发明基于已有的输电线路隐患放电电流行波监测技术，根据输电线路波形在隐患放电电流影响下的数据特征，判别输电线路电流波形是否存在隐患放电电流，或者为正常谐波波形。
参考图1，本发明基于输电线路隐患放电实测电流行波的正常谐波判别方法，包括以下步骤：
步骤一，对输电线路上的电流行波进行监测，获取一段连续时长内的行波采样数据，并按序平均分成N组；
步骤二，分别对每组采样数据求取采样点电流平方和，然后按照平方和的大小对N组采样数据进行排序编号；
步骤三，分别计算排序编号在前N/2组的电流平方和之和S1，以及排序编号在后N/2组的电流平方和S2，进而得到比值R=S1/S2；
步骤四，定义判别阈值Z，将R值与Z进行对比，若R>Z则步骤一所获取的电流行波为隐患电流行波，若R<Z，则步骤一所获取的电流行波为正常谐波波形。
本发明中，步骤一采用现有输电线路行波监测装置实现电流行波的采样，所获取的行波采样数据包括电流行波波形、电流行波幅值和电流行波起始时刻。所获取的电流行波数据可认为是隐患附加电源在输电线路上产生的高频电流行波。现有监测设备上自带优异的陷波电路，会将线路本身的工频电流全部滤除，则采集的波形就是高频波形，也即本发明步骤一所获取的电流行波。但隐患波形跟杂波频率接近，采集的量有可能是隐患波或者杂波（电晕放电、高频振荡等），本发明就是为了区分这两种频率相近但波形差异明显的波形，最终提取隐患波形。
实施例
步骤一中对电流行波进行采样的采样频率为10MHz，进而获取时长为400μs的行波采样数据。采样频率越高则采样数据越全面，更能够反映隐患放电在输电线路上的数据特点。
参考图2和图3，定义通过采样获取的采样点电流值依次为a[1]、a[2]……a[4000]，然后将行波采样数据平均分为10组，则第一组为a[1]、a[2]……a[400]，依次类推。
进行步骤二，分别计算10组采样电流值的平方和，如第一组计算即，依次类推。然后按各组的采样点电流平方和由大到小的顺序排列并记为A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9。
进行步骤三，计算序号为前5组电流平方和之和，，以及序号为后5组电流平方和之和；比值；图2所示的实施例中，经过计算得出其电流平方和之和的比值R1=7.1，图3所示的实施例中，经过计算得出其电流平方和之和的比值R2=832。
进行步骤四中，判别阈值Z=50，将R1、R2与Z进行对比，可发现，R1<Z，R2>Z，因此即可判定图2实施例所示波形为正常谐波波形，图3实施例所示波形为隐患电流行波。
本发明通过获取输电线路上电流行波数据，并对电流行波数据进行处理，然后根据隐患放电对输电线路电流波形的影响特点，即可判别出所选取的电流行波是隐患放电行波还是正常运行谐波。依据辨识出的隐患放电行波即可提前发现线路运行中出现的缺陷放电，及时将缺陷放电予以消除，大大提高架空线路的主动防护水平，对保证电网的安全运行具有重要意义。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种基于输电线路隐患放电实测电流行波的正常谐波判别方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一，对输电线路上的电流行波进行监测，获取一段连续时长内的行波采样数据，并按采集时间顺序平均分成N组；
步骤二，分别对每组采样数据求取采样点电流平方和，然后按照平方和的大小对N组采样数据进行排序编号；
步骤三，分别计算排序编号在前N/2组的电流平方和之和S1，以及排序编号在后N/2组的电流平方和S2，进而得到比值R=S1/S2；
步骤四，定义判别阈值Z，将R值与Z进行对比，若R>Z则步骤一所获取的电流行波为隐患电流行波，若R<Z，则步骤一所获取的电流行波为正常谐波波形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤一所获取的行波采样数据包括电流行波波形、电流行波幅值和电流行波起始时刻。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤一中对电流行波进行采样的采样频率为10MHz，获取时长为400μs的行波采样数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，本发明步骤一中，将行波采样数据平均分为10组。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征是，步骤四中，判别阈值Z=50。
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