CN107271845A - 一种保护故障信息管理系统的在线测距方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种保护故障信息管理系统的在线测距方法，包括以下步骤：S1.电网故障后，根据遥信变位、SOE和保护动作信号判断出故障线路；S2.召唤故障线路所属双侧厂站的指定录波器的录波文件；S3.根据录波文件记录的相电流突变量确定具体的故障时刻及对应的故障设备，并进一步确定故障设备的三相电压、零序电压、三相电流和零序电流共计8个模拟量通道；S4.基于确定的故障时刻和8个模拟量通道对故障前一个周波和故障后一个周波的离散采样点应用差分傅里叶级数算法计算故障前后的三相电压、零序电压和三相电流、零序电流的复数值；S5.通过相序转换计算故障后正序、负序和零序的电流值，通过对序电流故障分量的比对分析来确定故障相别；S6.故障相别确定后，进行单端侧或者双端侧的测距计算。
Description
技术领域
本发明涉及高压输电领域，更具体地，涉及一种保护故障信息管理系统的在线测距方法。
背景技术
高压输电线路担负着传送电能的重任，又是电网故障的多发部位，其故障直接威胁现代电力系统的安全运行。快速、准确的故障测距是查找输电线路故障点的重要依据，可减轻巡线人员的负担，加速线路故障排除，尽快恢复供电，从而提高电网运行的可靠性，减少因停电造成的经济损失，也是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一。
调控一体化这种新的运行管理模式出现后，大量变电站实现了无人值守，调度、监控人员已经无法从当地监控后台或者装置打印报告中获取测距数据，这使得通过调度自动化系统来快速、可靠的获取测距结果成为非常紧迫的要求。
除了传统的EMS系统外，目前地级以上调度中心已普遍建设完成继电保护故障信息管理系统(以下简称保信系统)，该系统的建设目标是将保护设备、故障录波器等智能电子装置的运行信息、动作信息、测距信息和录波数据远传至调度中心内部，从而为调度管理部门实时掌握继电保护装置的运行状况，从而及时准确判断故障性质和保护的动作行为提供了可靠的技术保障。
实际运行过程中，由于保护装置、保护子站通信软件功能缺陷等多方面原因，子站端常常无法可靠上送测距数据，为此调度主站端一般都是保护专业人员通过录波分析软件对故障录波数据进行离线分析和测距计算来得到测距结果。
线路故障后快速定位故障点，排除故障并恢复供电具有很高的时效性要求。保护专业人员通过录波分析软件对故障录波数据进行离线分析和测距计算一般都距离故障发生时刻过去较长时间，显然无法满足时效性要求。
发明内容
本发明为解决以上现有技术对故障录波数据进行离线分析和测距计算的时效性不高的技术缺陷，提供了一种保护故障信息管理系统的在线测距方法。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
一种保护故障信息管理系统的在线测距方法，包括以下步骤：
S1.电网故障后，根据遥信变位、SOE和保护动作信号判断出故障线路；
S2.召唤故障线路所属双侧厂站的指定录波器的录波文件；
S3.根据录波文件记录的相电流突变量确定具体的故障时刻及对应的故障设备，并进一步确定故障设备的三相电压、零序电压、三相电流和零序电流共计8个模拟量通道；
S4.基于确定的故障时刻和8个模拟量通道对故障前一个周波和故障后一个周波的离散采样点应用差分傅里叶级数算法计算故障前后的三相电压、零序电压和三相电流、零序电流的复数值；
S5.通过相序转换计算故障后正序、负序和零序的电流值，通过对序电流故障分量的比对分析来确定故障相别；
S6.故障相别确定，进行单端侧或者双端侧的测距计算。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的测距方法在线路故障后自动召唤线路两侧变电站对应的故障录波器的录波文件，并进行在线分析、计算，实现单、双端测距功能，并将测距结果快速提供给调度、监控等专业人员，与现有技术提供的离线式测距方法相比，其时效性得到了提高。
附图说明
图1为方法的流程示意图。
图2为确定故障相别的示意图。
图3为单相系统的示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
如图1所示，一种保护故障信息管理系统的在线测距方法，包括以下步骤：
S1.电网故障后，根据遥信变位、SOE和保护动作信号判断出故障线路；
S2.召唤故障线路所属双侧厂站的指定录波器的录波文件；
S3.根据录波文件记录的相电流突变量确定具体的故障时刻及对应的故障设备，并进一步确定故障设备的三相电压、零序电压、三相电流和零序电流共计8个模拟量通道；
S4.基于确定的故障时刻和8个模拟量通道对故障前一个周波和故障后一个周波的离散采样点应用差分傅里叶级数算法计算故障前后的三相电压、零序电压和三相电流、零序电流的复数值；
S5.通过相序转换计算故障后正序、负序和零序的电流值，通过对序电流故障分量的比对分析来确定故障相别；
S6.故障相别确定后，进行单端侧或者双端侧的测距计算。
在具体的实施过程中，如图2所示，所述步骤S5确定故障相别的具体过程如下：
S51.判断是否存在零序分量，若是则执行步骤S52，否则执行步骤S58；
S52.判断A相相角是否为0度，若是则将故障相别确认为A相故障，否则执行步骤S53；
S53.判断A相相角是否为180度，若是则将故障相别确认为B相、C相间接地故障，否则执行步骤S54；
S54.判断B相相角是否为0度，若是则将故障相别确认为B相故障，否则执行步骤S55；
S55.判断B相相角是否为180度，若是则将故障相别确认为C相、A相间接地故障，否则执行步骤S56；
S56.判断C相相角是否为0度，若是则将故障相别确认为C相故障，否则执行步骤S57；
S57.判断C相相角是否为180度，若是则将故障相别确认为A相、B相间接地故障，否则输出故障相别确定失败；
S58.判断是否存在着A相正序电流和A相负序电流，若是则将故障相别确认为B相、C相间故障；否则执行步骤S59；
S59.判断是否存在着B相正序电流和B相负序电流，若是则将故障相别确认为C相、A相间故障；否则执行步骤S60；
S60.判断是否存在着C相正序电流和C相负序电流，若是则将故障相别确认为A相、B相间故障；否则输出故障相别确定失败。
图3为单相系统的示意图。设m端为测量端，则测量阻抗可表示为
式中：Z为线路单位长度的阻抗；DmF为m端到故障点F的距离；为m端测量到的电压、电流；RF为故障点的过渡电阻；ΔZ为测量误差，为故障点的短路电流。
故障点与m端电流的故障分量之间存在以下关系
其中是m端的负荷电流和故障分量；为故障点的电流；Cm为m端的电流分布系数。阻抗法测距原理如下：
根据式(1)可得到
对式(3)两端取虚部可得到
其中X是线路的单位电抗，R是线路的单位电阻。
解复数方程法测距原理如下：
根据式(1)和(2)可得到
对式(5)两端取虚部可得到
其中为的共轭复数。
由式(5)可推得单相短路接地时，测距算法的普遍式
式中：为故障相电压，电流。p代表短路接地相，为A或B或C。为m端的电流故障分量。j为代表正序、负序、或零序，j＝1、2、0。为的共轭复数。
两相短路时的算法为
式中：为两故障相的电压差、电流差；为非故障相为特殊相的负序电流。为的共轭复数。
两相短路接地时的测距算法为
式中：为非故障相为特殊相的正序故障分量电流。为的共轭复数。
三相短路时的算法为
式中：为任一相电流的故障分量，其中p为A或B或C。为的共轭复数。
双端测距主要采用双端数据不需要同步的基于故障分量的折半查找法，根据线路长度不同可采用不同的计算方法。对于短线路采用不需要考虑分布电容的集中参数模型，其基本原理如下：
根据图3可知故障点电压为：
当式(11)的幅值和式(12)的幅值无限趋近于相等时，DmF为故障测距值。
对于长距离线路，由于分布电容不可忽略，所以需要采用分布参数模型，其基本原理如下：
根据图3可知故障点电压为：
其中为传播常数，Zc为波阻抗。当式(13)的幅值和式(14)的幅值无限趋近于相等时，DmF为故障测距值。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种保护故障信息管理系统的在线测距方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.电网故障后，根据遥信变位、SOE和保护动作信号判断出故障线路；
S2.召唤故障线路所属双侧厂站的指定录波器的录波文件；
S3.根据录波文件记录的相电流突变量确定具体的故障时刻及对应的故障设备，并进一步确定故障设备的三相电压、零序电压、三相电流和零序电流共计8个模拟量通道；
S4.基于确定的故障时刻和8个模拟量通道对故障前一个周波和故障后一个周波的离散采样点应用差分傅里叶级数算法计算故障前后的三相电压、零序电压和三相电流、零序电流的复数值；
S5.通过相序转换计算故障后正序、负序和零序的电流值，通过对序电流故障分量的比对分析来确定故障相别；
S6.故障相别确定后，进行单端侧或者双端侧的测距计算。
2.根据权利要求1所述的保护故障信息管理系统的在线测距方法，其特征在于：所述步骤S6采用阻抗法和解复数方程法来进行单端侧的测距计算。
3.根据权利要求1所述的保护故障信息管理系统的在线测距方法，其特征在于：所述步骤S5确定故障相别的具体过程如下：
S51.判断是否存在零序分量，若是则执行步骤S52，否则执行步骤S58；
S52.判断A相相角是否为0度，若是则将故障相别确认为A相故障，否则执行步骤S53；
S53.判断A相相角是否为180度，若是则将故障相别确认为B相、C相间接地故障，否则执行步骤S54；
S54.判断B相相角是否为0度，若是则将故障相别确认为B相故障，否则执行步骤S55；
S55.判断B相相角是否为180度，若是则将故障相别确认为C相、A相间接地故障，否则执行步骤S56；
S56.判断C相相角是否为0度，若是则将故障相别确认为C相故障，否则执行步骤S57；
S57.判断C相相角是否为180度，若是则将故障相别确认为A相、B相间接地故障，否则输出故障相别确定失败；
S58.判断是否存在着A相正序电流和A相负序电流，若是则将故障相别确认为B相、C相间故障；否则执行步骤S59；
S59.判断是否存在着B相正序电流和B相负序电流，若是则将故障相别确认为C相、A相间故障；否则执行步骤S60；
S60.判断是否存在着C相正序电流和C相负序电流，若是则将故障相别确认为A相、B相间故障；否则输出故障相别确定失败。
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