CN109581051A - 自适应全频域录波方法 - Google Patents

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CN109581051A CN201811252668.XA CN201811252668A CN109581051A CN 109581051 A CN109581051 A CN 109581051A CN 201811252668 A CN201811252668 A CN 201811252668A CN 109581051 A CN109581051 A CN 109581051A
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应鸿
沈宝兴
姜涛
於国芳
林琳
陈水耀
蓝益军
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage

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Abstract

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种自适应全频域录波方法，包括以下步骤：通过低频信号采集模块对输出线缆的全频域信号进行实时采集，输出低频信号波形；当在采集到的全频域信号中检测到触发信号时，通过高频信号采集模块对输出线缆进行信号采集，输出高频信号波形。本发明可以实现以下效果：通过低频全程实时采集、高频暂态触发采集的录波方式，一方面减小了故障信号的漏录概率，另一方面减缓了暂态信号高速存储的压力，从而实现了故障录波模式的自适应切换，支撑高效、精准的全频域录波；通过多种原理的触发方法，实现各种不同类型故障的准确辨识与快速触发，当满足其中任何一项触发方式时，进行高频信号采集。

Description

自适应全频域录波方法
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种自适应全频域录波方法。
背景技术
传统电力系统接入大量电力电子设备，系统电力电子化特征日益凸显，给电网引入了次同步振荡、暂态谐波、高次谐波等不同频率的干扰，使得系统故障后稳定形态更加复杂，影响范围大幅拓展，运行风险不断增加。故障录波器联网实现了故障录波数据远传至各级调度主站，为调度值班员及继电保护专业人员提供了故障分析与故障处理的宝贵现场资料，提高了调度部门处理电力系统事故的快速反应能力。
现有的录波方法通常采用低频或者高频信号采集模块实时对输出线路进行信号采集，输出波形。若采用低频信号采集模块采集，则由于其采样频率较低，有可能没有采集到高频故障暂态信号；若采用高频信号采集模块采集，由于存储的空间有限，而不能做到实时采集。另一方面，现有的录波方法的触发信号的产生方式较为单一，不能适用于各种故障场景。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种低频实时全程采集、高频触发暂态采集的自适应全频域录波方法。
一种自适应全频域录波方法，包括以下步骤：对输出线缆进行低频信号全程实时采集，输出低频信号波形；当在采集到的实时信号中检测到触发信号时，则对输出线缆进行高频全频域信号采集，输出高频信号波形。
优选的，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若电压有效值大于电压上限阀值或者小于电压下限阀值，则生成触发信号。
优选的，所述触发信号包括：若线路处于失电状态，并且在采集到的实时信号中，连续若干时间内实时电压绝对值大于过压值，则生成触发信号；若线路处于带电状态，并且在采集到的实时信号中，连续若干时间内实时电压绝对值小于失压值，则生成触发信号；若线路处于带电状态状态，并且在采集到的全频域信号中，连续若干时间内实时电压绝对值大于过压值，则生成触发信号。
优选的，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若暂态电压扰动波形数据大于暂态扰动增量，且该状态保持时间大于等于暂态扰动时间阈值，则生成触发信号。
优选的，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若电流有效值大于电流上限阀值或者小于电流下限阀值，则生成触发信号。
优选的，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若暂态电流扰动波形数据大于暂态扰动增量，且该状态保持时间大于等于暂态扰动时间阈值，则生成触发信号。
优选的，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若实时电流二次值大于过电流阀值，且该状态保持时间大于等于过电流时间阈值，则生成触发信号。
优选的，所述触发信号包括：若接收到上位机的触发控制指令，则生成触发信号。
通过使用本发明，可以实现以下效果：通过低频全程实时采集、高频暂态触发采集的录波方式，一方面减小了故障信号的漏录概率，另一方面减缓了暂态信号高速存储的压力，从而实现了故障录波模式的自适应切换，支撑高效、精准的全频域录波；通过多种原理的触发方法，实现各种不同类型故障的准确辨识与快速触发，当故障满足其中任何一项触发方式时，即可进行高达10MHz的高频全频域采集。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例的流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：通过低频全程实时采集、高频暂态触发采集的录波方式，一方面减小了故障信号的漏录概率，另一方面减缓了高速存储的压力；多种触发方式，对应于各种不同的线路故障，当满足其中任何一项触发方式时，进行高频信号采集。
结合附图1，一种自适应全频域录波方法，包括以下步骤：
步骤一，对输出线缆进行低频信号全频域实时采集，输出低频信号波形；
步骤二，当在采集到的全频域信号中检测到触发信号时，则对输出线缆进行高频信号采集，输出高频信号波形。
在本实施例中，同时配备一个低频信号采集模块和一个高频信号采集模块，低频信号采集模块和高频信号采集模块均连接在输出线缆。其中，低频信号采集模块采用10kHz低频采样；高频信号采集模块采用10MHz高频采样。在低频对全频域信号进行实时采集时，同时实时对采集到的全频域信号进行存储并检测，判断其是否达到产生触发信号的要求，若达到产生触发信号的要求，则高频信号采集模块进行10MHz高频采样，输出波形并存储。其中，低频信号采集的数据连续保存3个月，超过丢弃老数据；而10MHz高速电压采样数据，最多保存10000组。
具体的，上述触发信号包括：电压有效值上限触发、电压有效值下限触发、带电触发、失电触发、过电压触发、电压暂态扰动触发、电流有效值上限触发、电流有效值下限触发、过电流触发、电流暂态扰动触发、手动触发。下面对各种触发方式进行详细描述。
电压有效值上限触发和电压有效值下限触发：
在采集到的实时信号中，若电压有效值大于电压上限阀值，则电压有效值上限触发；若电压有效值小于电压下限阀值，则电压有效值下限触发。
带电触发、失电触发以及过电压触发：
设定过电压系数k1的范围为1.01～1.99，默认值1.10；设定线路失电判断系数k2的范围为0.01～0.99，默认值0.70；设定线路带电判断电压Un的范围为1.0～19.9V，默认值3.0V；设定最小基准峰值电压Uommin的范围为1.0～19.9V，默认值2.0V；Uom为输入信号的基准峰值电压，该值每秒监测计算一次，；Ui为输入实时信号电压，|Ui|为其绝对值，实时监测计算。
若线路处于失电状态，并且连续2us实时电压绝对值|Ui|大于过压值(k1*Uom)，则带电触发；若线路处于带电状态，并且连续20ms实时电压绝对值小于失压值(k2*Uom)，则失电触发；若线路处于带电状态，并且连续2us实时电压绝对值大于过压值(k1*Uom)，则过电压触发。
电压暂态扰动触发：
设定暂态扰动增量uS的范围为1.0～19.9V；暂态扰动时间Δt的范围为0.1～999.9us。当线路处于带电状态，计算暂态电压扰动波形数据：du＝ui,T-ui-1,T，其中，ui,T为10M采样的一个周波的电压数据；ui-1,T为10M采样的上一个周波的电压数据；du为暂态电压扰动波形数据。若暂态电压扰动波形数据大于设定暂态扰动增量uS，且该状态保持时间大于等于暂态扰动时间Δt，则电压暂态扰动触发。
电流有效值上限触发、电流有效值下限触发：
在采集到的实时信号中，若电流有效值大于电流上限阀值，则电流有效值上限触发；若电流有效值小于电流下限阀值，则电流有效值下限触发。
电流暂态扰动触发：
设定暂态扰动增量us的范围1.0～19.9V；暂态扰动时间Δt的范围0.1～999.9us。
计算：du＝ui,T-ui-1,T，其中ui,T为10M采样的一个周波的电流数据；ui-1,T为10M采样的上一个周波的电流数据；du为暂态电压扰动波形数据。若暂态电压扰动波形数据du大于暂态扰动增量us，且该状态保持时间大于等于暂态扰动时间Δt，则电流暂态扰动触发。
过电流触发：
设定过电流阀值Umax的范围1.0～99.9V；过电流时间UΔt的范围0.1～999.9us。若实时电流二次值|Uin|大于过电流阀值Umax，且该状态保持时间大于等于过电流时间UΔt，则过电流触发。
手动触发：
若接收到上位机的触发控制指令，则手动触发。
上述触发方式几乎包括所有的线路异常或故障状况。在低频实时采集这些信号后，需要对这些信号进行触发条件判断，在异常扰动的情况下，可通过上述判据及时触发高频暂态录波，以支撑全频域暂态信号的分析与处理，对这些状况所对应的全频域录波数据进行具体分析之后，电力相关部门就能及时采取相应的措施。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.自适应全频域录波方法，其特征在于，包括以下步骤：
对输出线缆进行低频信号全程实时采集，输出低频信号波形；
当在采集到的低频实时信号中检测到满足触发条件的信号时，则对输出线缆进行高速全频域信号采集，输出全频域信号波形。
2.根据权利要求1所述的自适应全频域录波方法，其特征在于，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若电压有效值大于电压上限阀值或者小于电压下限阀值，则生成触发信号。
3.根据权利要求1所述的自适应全频域录波方法，其特征在于，所述触发信号包括：若线路处于失电状态，并且在采集到的实时信号中，连续若干时间内实时电压绝对值大于过压值，则生成触发信号；若线路处于带电状态，并且在采集到的实时信号中，连续若干时间内实时电压绝对值小于失压值，则生成触发信号；若线路处于带电状态，并且在采集到的实时信号中，连续若干时间内实时电压绝对值大于过压值，则生成触发信号。
4.根据权利要求1所述的自适应全频域录波方法，其特征在于，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若暂态电压扰动波形数据大于暂态扰动增量，且该状态保持时间大于等于暂态扰动时间阈值，则生成触发信号。
5.根据权利要求1所述的自适应全频域录波方法，其特征在于，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若电流有效值大于电流上限阀值或者小于电流下限阀值，则生成触发信号。
6.根据权利要求1所述的自适应全频域录波方法，其特征在于，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若暂态电流扰动波形数据大于暂态扰动增量，且该状态保持时间大于等于暂态扰动时间阈值，则生成触发信号。
7.根据权利要求1所述的自适应全频域录波方法，其特征在于，所述触发信号包括：在采集到的实时信号中，若实时电流二次值大于过电流阀值，且该状态保持时间大于等于过电流时间阈值，则生成触发信号。
8.根据权利要求1所述的自适应全频域录波方法，其特征在于，所述触发信号包括：若接收到上位机的触发控制指令，则生成触发信号。
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